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取材日 2015年11月18日
第30回研究室訪問は、工学研究科 有機材料化学研究室の博士課程後期（D）２年、中島 真実（なかしま まこと）さんが取材に応じてくれました。有機化合物を使用して太陽光電池に関する研究をされている中島さんは、有機化学のプロ、有機化学は理論では測れないところがあり「やってみないとわからない」ところが魅力だと楽しく語ってくださいました。今回は中島さんに研究を始めたきっかけやDに進むことの魅力についてお聞きしました。
研究を始めたきっかけは？
もともと手を动かしてものを作ることが好きだったので漠然と大学では工学部に行きたいと考えていました。「ものづくり」＝「机械」が一番だと思って、最初は机械系を志望していました。ところが高校3年生の时に化学を担当してくださった先生の授业がきっかけで工学部の化学系に进むことにしました。その先生は今でも大学の公开讲座で勉强されるほど化学に情热のある方です。今でも覚えているのが伞袋みたいなビニール袋に水素と酸素をいれて教室で火をつけてくださった事がありました。隣で授业していた先生が飞んでくるほど大きな音がしましたが、いろいろな意味で刺激的で面白い授业でした。その中で化学の面白さと机械の部品や基盘などすべてのものづくりの基础に化学はあるということに気づきました。
研究内容はどのようなものですか？
近年、注目されているクリーンエネルギーの一つである太阳光电池について研究しています。皆さんも家の屋根の上などに载っているソーラーパネルを见る机会も増えたと思います。こうした大きなソーラーパネルを作り出しているのは无机化合物です。无机化合物は丈夫で太阳光からエネルギーに変换する効率も良いのですが硬いし重いので现在のような四角い物を设置することしかできません。しかし、今私たちが研究している有机化合物を使用した太阳光电池は柔らかく軽いのが特徴でアーチ状にしたりすることが可能です。さらに私の研究している有机薄膜太阳光电池は皆さんがプリンターを使って印刷するように太阳光电池の素子を印刷することができるという特性を持っています。これにより简便に大量に作成することができますし、有机材料は何年も経て処分するときに特别な処理は必要なく燃やして処分ができるというメリットもあります。しかし、有机化合物を使用した太阳光电池は耐久性が弱く、エネルギー変换効率が非常に悪いということが问题になっています。
そこで私の研究ではこの有机薄膜太阳光电池のエネルギー変换効率が良くなるような化合物の合成を行っています。太阳光発电ではホストとなる化合物が太阳光を浴びることでゲスト材料に电子を譲渡することで発电がされます。私はそのホストの化合物を研究していて既存の研究から新しい化合物を作って最もエネルギー変换効率の良い化合物を探索しています。私たちの使っている化合物は2つのユニットからできているのですがこのユニットの形や结合の方向を変えることでかなりエネルギー変换効率が変わります。この有机化学の合成はとても面白く「作って、试行してみなければわからないことが多い」というのが现実です。もちろん、计算上である程度有効な化合物などを算出するシステムが存在しますがその通りに行かないことが多いです。例えば私の行った実験ではユニットの片方に优れたエネルギー変换効率を示すことが报告されているユニットを用いた场合、今までの论文ではかなり有効な値を示した化合物での数値が头打ちになり、良い结果を残せなかったことがありました。
まだまだ无机の材料を使った太阳光电池の方がエネルギー変换効率は良いですが简便に作れ、柔らかな有机素材が今后さらにエネルギー変换効率が良くなり、各家庭が気軽に取り付けられるようになればどんどんクリーンエネルギーが普及していくのではないかと思っています。
顿进学の决め手は？
一番の决め手はこの研究が楽しかったという事です。修士课程に所属しているときに将来は民间公司で研究职として働き、もっと実际のものづくり现场で社会に还元していきたいと考えました。そこで就职も考えたのですが、そのころこの研究が本当に楽しくてさらに深く勉强したいと考えたことと先辈が顿に行って研究に取り组む姿やその后就职したのを见て、迷った自分がいました。迷うということはやりたいという気持ちがあるということに気づいた事、この研究は大学でしかできない事などを考えた结果、もう少し纳得できるまでこの研究をしたいと思いました。
先生の指导方针や研究室の特色は？
わりと自由な研究环境です。学生はやってみたいと思ったことをやってみることができるのですがもちろんやったことには责任が当然ついてきます。そのためみんなよく考えてから実験しているので良い倾向なのではないかと思っています。また、実験で困ったことがあったら自分から先生にアプローチすれば力になってくれます。特に私の研究室では学生一人一人完全にテーマが异なるので行き詰っても谁かに頼ることはできません。その分やりがいはありますが当然、行き詰ることも多いです。そう言った时には先生に相谈に行くと何らかのアドバイスをしてくれたり、学生の将来も非常に考えてくれたりします。私が民间公司の研究职を希望しているということを伝えると公司に出るなら少しでも早いほうがいいからと早期卒业を进めてくださり、早期卒业に向けての準备なども进めてくださいました。
研究环境はいかがですか？
现在、研究室は有机化学合成の素材を使用した太阳光発电の共同研究グループに所属しているのでいろいろなことを共有して有机の素材を使用した太阳光电池を作成しています。当研究室では新しい化合物の合成を主にやっていますが、その中でエネルギー変换効率が良いものは共同研究先に送って素子として使用したり、実际に太阳光电池として使用できる形にまで工程を行い、その中で问题点がないか効率や费用はどれくらいになるかを検讨しています。そのおかげでいろいろな问题点などがグループ全体で把握でき、わからないところや疑问点なども共有することで早く解决できています。そのため新しいものづくりをする研究环境としてはとても恵まれていると思います。
今后のご自身の展望は？
今やっている研究とは全く异なる分野かもしれませんが化学系の公司の研究职に就职が决まっています。研究内容が决まっていないのでこんな研究をして社会の役立ちたいとは明言できませんが、会社にとってなくてはならない人材になりたいと思います。会社に入って最初は今までとは异なることも多く、なかなか公司に贡献することはなかなかできないかもしれません。しかし、色々な経験を积み徐々に公司にとって「いなくなったら困る人」になりたいと思います。いなくなったら困る人とは研究チームの中で信頼されてその分野を任せていただいたり、その人に闻いたら素早く良い答えが返ってくるような人だと思います。いまはまだその段阶には及びませんがこれから経験と知识を积み重ねてそのような人になれることを目指していきたいです。
取材者：岡田 佳那子（理学研究科博士課程後期3年）
