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培ってきた知識とともに
「最先端の科学・技術」を伝える教員たち！
化学の面白さを伝える人材育成
井上研究室は、中学校や高等学校の理科（化学）教員あるいは科学の啓発活動を職業にしようとする学生のための研究室です。東京理科大学には多くの理科・数学の教員を輩出してきた伝統があります。その伝統を受け継ぎ、しっかりとした知識を身につけ、化学の面白さを伝えることができる人材を育てています。
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自然をつかめ！分子を超えろ！！
結晶などを作る「自然に集まる力」（自己組織化）を操って、役に立つ分子の集合体を組み上げたり、水のクラスターについての実験的な研究を行っています。例えば水素結合や配位結合のような弱い力を利用して分子を集め、生物がもつプロトンと電子の伝達機能をまねたり、電気が流れる錯体を合成したり、どんな構造の水クラスターが電気を流しやすいか研究しています。
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分子を自在に操るイマドキの錬金術
これまでに類例のない、新しい触媒反応の開発に取り組んでいます。現在開発中の反応はこれまでの反応と比較して廃棄物の量が少ないため、環境に優しい方法で必要な化合物を合成することができます。また、あたらしい「インターロック化合物（絡まりあう構造を持った化合物）」の合成法について研究を行っています。
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光エネルギーを集めて分子を操るナノテク
ステンドグラスの美しい色は、そこに含まれた金属ナノ粒子の「プラズモン」と呼ばれる光と電子の相互作用で生じています。我々はプラズモン効果を駆使し、ナノ粒子表面上で起こる光化学反応を何十倍も増強することに成功しました。分光学と表面科学の手法を用い、将来の太陽エネルギーの有効利用も視野に入れた基礎研究を行なっています。
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光で捉える表面・界面における原子・
分子の構造と機能
ナノ空間における原子・分子の繋がり方は、ときに目で見えるマクロな世界の物性や機能を大きく左右します。親水・撥水・摩擦・潤滑などはその例です。由井研究室では、特に物質・材料の表面や界面における、水分子の吸着や反応が果たす役割に着目し、様々な顕微光散乱分光法を駆使して、ナノ世界の微視的構造と巨視的に立ち現れる物性・機能を繋いで理解することを目指します。
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未知の構造を作り出す
有機分子の中には、外部刺激に応じて形や運動性、色などを変える分子スイッチや分子マシン、ひとりでに規則正しい構造に組み上がる自己集合性分子、特定の分子を選んで捕まえるレセプター分子など、様々な物性をもった機能性分子が存在します。有機化学の力を使うと、多様な構造や物性をもつ化合物を独自に設計・合成することが可能になります。
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分子磁石の機能を探る！
物質の性質を決めるのに重要な「電子」の働きに注目して、さまざまな金属原子や有機配位子を用いて錯体に代表される分子集合体を構築しています。集合体になることで単独のパーツでは現れない、磁性、伝導性、光物性、熱物性などが複雑に絡み合う、新たな物理的性質を持つ物質の開発を目指しています。極限環境と呼ばれる、低温、高磁場、高圧などの条件も駆使しつつ研究を行っています。
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原子・分子集積による新機能
我々は、有機分子や金属原子を含む錯体分子の集積による新機能発現の開発に取り組んて゛います。非結合性の軌道相互作用は特定形式に限られ柔軟性に乏しく理解も不十分という現状があります。そこで原子間の軌道相互作用を促すように設計した分子を触媒として、または機能性材料として評価し、現代社会の課題克服に挑戦しています。
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分子の世界を「計算機顕微鏡」で探る
多くの分子はその構造や状態変化に起因する機能を有します。しかしながら、最先端の顕微鏡を以ってしても、分子の構造変化を実験で直接観察することは困難です。私たちは、計算機シミュレーションを用いて生体分子や機能性分子材料の構造動態を理論予測し、分子機能の発現機構を原子レベルで理解することを目指しています。
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多彩な合成・反応手法や機能発現手法を駆使して、
新しい無機固体材料を生み出す
金属イオンと有機配位子から組みあがる金属錯体は、単純な無機化合物と異なり柔軟性や設計性の高さを生かした多彩な物質デザインが可能になります。当研究室では、このような金属錯体に着目した固体物性化学に関する研究を行っています。新しい合成・反応手法や機能発現手法を駆使して新奇化合物を創出し、その物性を解き明かしたいと考えています。
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やわらかな分子群が作り出す美しい形
界面活性剤や多くの生体分子は、水中で様々な〝やわらかな凝集体″を作ります。その性質は、身の回りの工業製品の機能だけでなく、生命現象とも深く関わっています。我々は、多角的な研究手法を駆使することで、凝集構造の形成メカニズムの解明に取り組んでいます。化学と物理学、生物学の壁を飛び越えながら、日々、未知の問題にチャレンジしています。
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核酸とタンパク質の相互作用の化学と応用
DNAは遺伝情報の担い手として知られています。一方で、短い一本鎖DNAを化学合成してみると、塩基配列に応じて特徴的な立体構造を形成することで、様々な分子へ強く結合することがあります。このような結合能をもつDNAをDNAアプタマーと呼びます。当研究室はアプタマーの開発・応用・解析研究を通して、新たな生化学研究を切り拓くことを目指します。
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