第15回工学研究科 D3 田中大樹さん

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第15回工学研究科 D3 田中大樹さん

&苍产蝉辫;取材実施日：2014年3月12日

第15回研究室訪問は、工学研究科応用化学専攻有機材料化学研究室（大下研究室）の博士課程後期（D）3年、田中大樹（たなかだいき）さんが取材に応じてくれました。高専からの三年次編入学や、魅力的な研究室との出会い、現在社会的需要が増している太陽電池の材料開発について伺ってきました。

研究を始めたきっかけは？

私は米子高専の物質工学科で学んだ後に、広島大学に三年次編入しました。「顿の飞翔」インタビュー第6回の板倉正也さんは、私の一つ上の先輩です。高専からの三年次編入学や他大学の学部を卒業してから、広島大学の大学院へ進学する方は少なくありません。
高専の时は无机化学を学んでおり、リチウムイオン二次电池の材料开発のため、负极の材料になるグラファイト（炭素材）の研究をしていました。编入学をするにあたり、様々な大学の研究室を调べていたのですが、その时に今の研究室が目に留まりました。「有机ケイ素化学」を謳っていて、「有机化学とケイ素（无机化学分野に属する物质）を同时に扱うテーマって何だろう？」「どういうものかよく分からないけど、见てみたい！」という思いが涌きました。そこで当时の私が使っていた有机化学の基本的な内容についての教科书で、有机ケイ素化学について调べてみましたが记载が见られませんでした。当时の私の専门は无机化学だったので有机化学の知识はほとんどありませんでしたが、有机ケイ素化学の强烈なインパクトに引き付けられ、现在の研究室を选択、研究をスタートさせました。

研究内容はどのようなものですか？

有机系太阳电池の新材料开発をしています。太阳电池はその材料の特性によって、シリコン（无机）系、化合物系、有机系に分类することができ、市场の70%以上をシリコン系が占めています。住宅の屋根に设置されている黒い太阳电池はシリコン系の製品です。シリコン系（主に単结晶シリコン太阳电池と多结晶シリコン太阳电池）は、光电変换効率が良い反面、製品自体が重く、见た目は黒単色、柔软性に欠けるという弱点があります。
シリコンとは反対の有机を组み合わせて作る有机系太阳电池（色素増感太阳电池や有机薄膜太阳电池）は、軽く、柔软性に富むので曲面に自由に贴り付けることができ、设置场所の制约をなくすことができます。また、有机なので色を吸着するためカラフルな太阳电池を作ることができ、壁の色と同化させたり、圧迫感を軽减させたりできる特徴があります。しかし、光电変换効率がシリコン系には及ばない、耐久性が弱いという弱点があります。そこで、どうしたら有机系太阳电池の光电変换効率が良くなるのかを顿の研究テーマに据えています。
研究を进めていくと、无机の电极の上に有机系の化合物を重ね、その上にケイ素を结合させると、无机だけで电极を作る场合よりも光を吸収しやすくなることが分かりました。さらにケイ素が结合していることで膜のように有机系を囲ってくれるので、水に弱い有机系の耐久性の问题が解决できます。次は、无机に有机を重ねた电极をベースに、より多くの光を吸収させるには、どのような材料が适しているのか、合成や実験を繰り返しています。太阳电池は、吸収した光がそのまま电流になるため、一つの电极で多くの光を吸収できるだけ吸収することが求められます。しかし、吸収の良さばかりに着目していると、実用化した时の耐久性の问题がクリアできません。バランスの取れた材料を求めて日々试行错误しています。

顿进学の决め手は？

一言で言えば、もう少し研究を続けたかったからです。顿进学を考えたのは周りが就职活动を始める惭1の时です。编入学してから学部3年、4年、惭1と叁年间研究を続けましたが、もっと面白いものを见つけられないかな、と思っていました。そこで惭1の1月顷先生に相谈した结果、背中を押していただけたので、顿进学を决意しました。

先生の指导方针や研究室の特色は？

指导教员の大下先生は、自由にのびのびと研究をさせることを方针としています。大下先生はご多忙ですが、ちょくちょく研究室に来てくださいます。その时に相谈し、新しいアイディアを见つけ、研究の再スタートとなることが多いです。
研究室の特色は、扱っている化合物が「神様が唯一作り忘れた化合物」と言われるくらい特徴的であることです。ケイ素という物质は地球の地殻中に二番目に多く含まれているので存在量は非常に多いのですが、「有机ケイ素化合物」となると自然界には存在していません。このような「有机ケイ素化学」を扱っている研究室は全国的に见ても少なく、それを研究室の轴としている所はさらに少ないです。

研究环境はいかがですか？

研究费や设备など、十分に整っていると思います。実験をするにあたり材料となる试薬を购入する必要がありますが、それが出来なかったことはありません。当研究室では使う材料は特别なものが多いので、购入するよりも自分たちで合成した方が早いものは作って用意しています。
大下先生は公司との共同研究を行っており、そのテーマに近い研究をしている学生には积极的に声を掛け、参加させてくださいます。大下先生のもとに公司の方が相谈されに来ることも多く、学生であっても公司の方と话す机会があり、勉强になっています。
また大下先生は他大学との研究グループに属しているので、そこで情报交换を行ったり、専门の设备が整っていない大学の方が当研究室にいらっしゃって研究をしたりしています。私达もまだ太阳电池の性能评価のノウハウが无いため、それは他大学に相谈し、评価してもらっています。この研究グループがあることで、お互いの大学には无いところを补い合い、研究が促进される环境になっています。

就职はどのような方面にされる方が多いですか？

学部生は、ほとんどが惭に进学しています。惭を修了すると民间公司の研究职に就职する学生が多いです。広岛大学は西日本出身の学生が多いため、西日本に研究所がある公司を选んでいるようです。顿に进学する学生はあまり多くなく、现在の顿は私一人です。

研究のやりがいは？

自分が新たに作り出したものがどんな物性を持っているか考えている时や、それをどのように活用できるかを考えている时が一番楽しいです。论文や専门书を参考にしながら、その新たに作り出したものについて调べていると、ふとした偶然で闪きます。そして、「あ！こういう风に使えそう！」と分かっていきます。このような时间は、本当にワクワクが止まりません。

今后のご自身の展望は？

春からは民间公司の研究职に就きます。ですので、まずは今までの大学での研究と公司における研究?开発の差に惯れることと、戦力になれるようにしっかりと勉强していくことが目标です。大学での研究は、基础的な研究が主で、论文を発表することで评価されます。しかし公司での研究は、製品开発につながる研究を主とし、その结果の技术や製品で评価されるようです。この差は、自分が新たな世界へ入っていくことを示しているので、今は楽しみな気持ちが强いです。今后公司で働いていく中で、いずれは「うちに田中というやつが居るから、そいつに任せておけばいいだろう」と言われるようになりたいです。