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炭素材料は優れた機械特性や熱的・化学的安定性などの特徴から、産業界で幅広く利用されています。例えば、触媒化学分野においては高い導電性と比表面積から重宝されており、特に電極触媒担体として不可欠な材料です。しかしながら、こうした炭素材料は非常に複雑なナノ構造を有するため、有機分子や結晶性無機材料のような精密な構造解析・制御が難しく、炭素材料合成はこれまで経験的手法に依存してきました。

Carbon materials are widely used in industry due to their excellent mechanical properties and thermal and chemical stability. For example, in the field of catalytic chemistry, carbon materials are useful due to their high electrical conductivity and specific surface area, and are therefore indispensable, especially as electrocatalyst supports. However, the complex nanostructures of these carbon materials make it difficult to analyze and control their structures as precisely as with organic molecules or crystalline inorganic materials, and the synthesis of carbon materials has thus far relied on empirically-based methods.

こうした状況を打開するべく、炭素材料の化学構造を分子論的に理解し、ナノレベルで構造制御することに取り組んでいます。独自開発した種々の先進分析手法を駆使しつつ、1500 ℃を超える高温での反応を制御することで、新しい3次元グラフェン材料の設計・合成を進めています。さらに、合成した新規材料の機能性開発にも力を入れています。例えば、二酸化炭素を資源化する触媒の開発や新しい電池電極の作製など、未来社会に資する応用展開に挑戦しています。

To overcome above mentioned situation, I am studying to understand and control the chemical structure of carbon materials at the molecular level. Using a variety of original advanced analytical techniques, I am designing and synthesizing new 3D graphene materials by controlling reactions at high temperatures exceeding 1500 ºC. Furthermore, I am also focusing on the development of functional applications for the synthesized carbon materials, for example, the fabrication of carbon-based catalysts to convert carbon dioxide into resources and new types of battery electrodes.