資料請求BOX
41応用化学
応用化学は、これまでに得られた化学の知識を活用し、生活や文化を豊かにするための素材や材料、物質を開発する学問です。化学が物質そのものの性質や構造を分析して反応や合成などの実験や理論研究を中心とするのに対して、応用化学は実際の製品やそれに用いられる技術を研究・開発することを主目的としています。
化学理論に工学的な要素をまじえて、物質の実用化に向けて実践的な研究を行います。電子材料、セラミックス、生体材料、高分子材料、分子設計などの分野があります。また人工物質のなかには有害物質が存在することから、物質が生体や環境に及ぼす影響と環境保全技術の研究にも取り組みます。このように、応用化学の成果は、医療、エレクトロニクス、食品、環境などの多岐にわたる分野に貢献しています。
石油、合成繊維、樹脂、電気部品などの製造業、環境保護やエネルギー関連の企業で、研究者・技術者として製品開発や生産技術開発に関わったり、化学知識を基に製品販売で手腕を発揮するなど、活躍の場は多岐にわたります。
信州大学 繊維学部 化学・材料学科 応用分子化学コース 教授 西井 良典 先生
物質は分子の構造が少しでも変わると、元の特性が強まったり、毒性が高まったり、いろいろな反応を見せます。新しい有機反応を開発することで、医薬品につながるリード化合物を作り出すこともできます。例えば、三角形の構造をしているシクロプロパンという分子の構造を変えると、がんに効果がある抗腫瘍作用を持つ化合物や、抗ウイルス作用や抗HIV作用を持つ化合物を合成することができます。
このような有機化学の手法はあらゆる分野に応用できます。例えば、魚類のフェロモンについての研究があります。希少種として知られているサクラマスの雌は、川上でフェロモンを含んだ尿を放出することで、多くの雄たちを引き寄せます。尿のフェロモンの主成分は、「L－キヌレニン」というアミノ酸の一種であることが研究により判明しました。このフェロモンの成分を有機化学的に合成し、特殊なフィルムに含ませて仕掛けに貼り付けたところ、なにも貼らない仕掛けに比べて多くの雄が集まってくる傾向が湖では認められました。しかし、川での実験の際は水の流れの影響なども考慮する必要があるので、さまざまな流れの河川で実験を行い、その精度を慎重に見極める必要があります。
魚のフェロモンを含ませたフィルムシートがあれば、希少種の保護を目的とした生態のコントロールや有害な外来種の捕獲などさまざまな用途に応用できます。例えば、日本の在来種を食べてしまうブラックバスは特定外来生物に指定されています。現在でも雌の個体を使ったフェロモントラップという駆除方法がありますが、ブラックバスに有効なフェロモンの成分を含んだフィルムシートが開発されれば、より効果的なブラックバスの駆除が可能となります。
紹介した例は魚類のフェロモンへの応用ですが、そのほかにも有機化学の研究が進むことで、より豊かで便利な生活が実現するでしょう。
三重大学 工学部 総合工学科 応用化学コース 准教授 藤井 義久 先生
プラスチックは、分子（モノマー）が長くつながった鎖状の高分子(ポリマー)で構成されています。ペットボトルも輪ゴムも同じプラスチックですが、室温によって軟らかくなるかどうかで、違いが出ます。また、プラスチックを長年放置しておくと、変色してもろくなるのは、紫外線の光エネルギーやほかの条件によって、分子の鎖が切れてしまうからです。
高分子は、ゆでたパスタのように曲がりながら動いていて、ほかの物質や空気に接している面「界面」と、何にも接していない内部では、その動き方が違うことがわかっています。
高分子は、固体などに接しているときはひしゃげた状態で、あまり身動きがとれません。その材質がザラザラしているか、ツルツルしているかによっても、動き方は変わります。一方、空気に接している界面では、比較的、自由に動けます。
では、水に接している場合はどうでしょう？ 研究の結果、プラスチックのナノ単位(100万分の1mm)の表面で、分子の鎖がゆらゆらと動いていることがわかりました。つまり、水に部分的に溶け出していたのです。通常、高分子を直接見ることはできませんが、中性子線による散乱現象や赤外線分光などを利用することで、総合的に判断できるのです。
では、プラスチックの一種、アクリル樹脂でできた水族館の水槽の界面はどうでしょうか？ 水槽の界面では分子同士をつなぐ手を2本から4本に増やすなど、構造をより強くして溶け出しにくくしてあります。これを「架橋」構造といいます。同じプラスチックのコンタクトレンズの場合は、内部は形を保つように架橋構造にしていますが、直接目や空気にふれる界面は、架橋の密度を低くして、より水分となじむように工夫されています。
このように界面に注目することで、生体に適合しやすい材料、製品の品質や安全性を高める材料など、さまざまな材料を作り出すことができるのです。
福岡工業大学 工学部 生命環境化学科 教授 桑原 順子 先生
化粧品は、石油系原料からもつくることはできますが、農水産物資源から有用な成分を抽出して、それを原料として使うこともできます。それが地元で収穫できる農水産物であれば、「地産地消」となり、その地域の活性化にもつながります。そこで、こうした地域の農水産物を原料とした化粧品開発の研究が進められています。
そのひとつが、廃棄された魚のウロコや皮から抽出されたコラーゲンを原料にする研究です。コラーゲンは、化粧品としては保湿効果を高める機能があり、重要な素材です。ウロコの成分は約70％がコラーゲンで、残りはカルシウムなどです。まずカルシウムを取り除く脱灰（だっかい）という工程を経て、残ったウロコを破砕・減圧するとコラーゲンを抽出できます。
課題は、魚の臭みを取り除き、コラーゲンを高分子の状態で抽出することです。オゾンを含んだバブルを使うと臭みを取り除けますが、オゾンによる酸化でコラーゲンが破壊されるという難点があります。また、熱を加えると、コラーゲンがゼラチンに変性してしまうので、短時間で加工するなどの工夫が必要です。
ほかにも、ツルムラサキという植物の実から色素を抽出して、口紅の原料に使う研究もあります。口紅は通常、石油系の原料が使われていますが、体内にも入る素材なので、植物由来の原料にすることは意味のあることです。ツルムラサキは昔から抗酸化作用があると言われています。この色素に界面活性剤を混ぜると褪色（たいしょく：色があせること）を抑制できるのではという予想に反し、褪色を加速させるという分析結果が出ました。これは、ツルムラサキの色素に含まれている鉄分が酸化を促したためで、脱気（だっき）して溶け込んだ気体を除いた水で実験を行うと、褪色は停止しました。このように天然資源を利用した化粧品開発は、化学的な知識を生かした工学的なアプローチにより行われているのです。
分子素材工学科では化学の力を使い新たな物質を作る研究がなされていてそれに興味を持ったから。
工学部は新しい学科に変更するから。
理工学部で自分のやりたい分野が学べるのはここだったため
化学をメインで学びたかったから。
応用化学を学ぶため
自分のしたい学科があり、研究設備も豊富だと知ったから。
施設が整っており、何より研究内容に興味を持ったから
工業の専門大学なので施設等も整っているので選びました。
資料請求BOX
閉じる
信州大学 繊維学部
全国唯一の繊維学部があること。理学、工学、農学、医学の融合分野を学べること。
学びたいバイオミメティクス寄りの研究が出来ると思ったから。