ありふれた原料から高機能性材料の開発をご一緒に！
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中村 和正
NAKAMURA Kazumasa 共生システム理工学類 教授・博士（工学） |
夢：ありふれた原料をナノレベルで制御して世界が驚く高機能な
材料をつくりたい！
応用理工学系
専門分野
材料工学、材料物性、材料分析、固体化学（炭素材料・セラミックス・複合材料など無機固体を中心）
研究内容
材料は、環境、エネルギー、構造物など、適切な機能と形状をもった物質で、幅広く利用されており、無限の可能性を秘めています。これら材料全般の新規開発・高機能化・高付加価値化のような先進的なものづくりの研究を幅広く行っています。 面白い機能を持った材料であれば、種類を問わず、あらゆる材料の研究に挑戦しています。
この際、省資源・省エネルギー・低環境負荷製造の観点に立ち、「ありふれたナノサイズの原料(ナノバイオマスやナノファイバー)に、ナノサイズの物質(ナノ粒子)を添加したり、ナノレベルで表面・界面をコントロールして、高機能性材料の開発」をコンセプトに研究活動を推進しています。特に、鉛筆や木炭など古くから、また航空宇宙用部材やリチウムイオン電池など最先端技術にまで使用されている炭素材料に着目して研究開発を行っています。また、水素エネルギーを取り出した後のゴミや福島県産のバイオマスからも、高機能性材料の開発を目指しています。図1は市販のフジッコ製ナタデココとその拡大図で、これをナノレベルで構造を制御してカーボンナノファイバーとし、これを使用して図2で示したような耐摩耗性に優れたカーボンナノファイバー強化炭素複合材料を作製しました。
想定するパートナー
大学、各省庁所管研究所、地方公共団体所管研究所、民間企業、民間研究所など研究がマッチングすればどこでも可能です。また、一般向け、小中高校生への基礎的な講習、教育なども承ります。
具体的な連携、事業化のイメージ
新規材料の開発、材料の高機能化、材料の精密分析に関しての産官学連携を、製造業全般（規模を問わず）、大学・公的研究所・試験機関などと行いたいと考えています。単に材料開発だけでなく、一般的な材料の構造・組織・性質の分析方法、作製方法なども相談可能です。また、一般向け、小中高校生向けの材料全般の基礎的な講習、教育活動も行いたいと考えています。
代表的な取組
(独)科学技術振興機構(JST)の技術説明会や県内外の研究開発フェア・技術展にて講演や研究紹介を行っています。また、県内の公官庁・教育機関の技塾や技術講習会などで、中小企業向け人材や学生向けの講演・講習を行っています。福島県ハイテクプラザ研究計画検討会議の委員や学会の委員も務めております。民間からの外部資金獲得は勿論のこと、科研費や震災復興・日本再生支援事業での資金獲得でも、大学・国立大学附置研究所・大学共同利用機関法人とも共同利用研究・共同連携を行っています。
代表的な成果（全ての業績リストはコチラ（教員・研究者情報検索））
特許
「成型型およびその製造方法」特許番号5183301号 特開2009-285938 特願2008-139659 出願日2008.5.28
公開日 2009.12.10 登録日 2013.1.25.
「ガラス状炭素材からなる微細成形型材料とその製造方法ならびにそれを用いた微細成形型」
特許番号5301140号 特開2009-113252 特願2007-286805 出願日 2007.11.2 公開日 2009.5.28 登録日 2013.6.28.
「炭の製造方法」特開2007-153674 特願2005-351408 出願日 2005.12.6 公開日 2007.6.21.
論文
"Comparison of micro- and macro-tribological properties of carbon composites reinforced by vapor-grown carbon
fibers", Mater. Let., 354 (2024) 135359.
"Preparation of magnetic carbon nanofiber derived from bacterial cellulose alloyed with magnetic fluid.", Diamond Relat.
Mater., 124 (2022) 108938
"Preparation of glass-like carbon with micrometer-sized pores by mixing thermosetting resin with thermoplastic
microbeads.", Mater. Let., 312 (2022) 131691.
"Wear properties of carbon composite reinforced by vapor-grown carbon fibers treated with nitric acid and aqueous
hydrogen peroxide.", Mater. Let., 209 (2017) 228-230.
"Surface oxidation and/or corrosion behavior of vapor-grown carbon fibers (VGCFs) in nitric acid, hydrogen peroxide,
and sulfuric acid solutions.", Diamond Relat. Mater., 76 (2017) 108-114.
"Magnetic properties of magnetic glass-like carbon prepared from furan resin alloyed with magnetic fluid.",
J. Magn. Magn. Mater., 425 (2017) 43-47.
"Analysis of oxidation behavior of vapor grown carbon fiber (VGCF) under dry air.", Mater. Let., 180 (2016) 302-304.
「ヨウ素処理をしたバクテリアセルロース由来のカーボンナノファイバーで強化した炭素複合材料の摩耗特性」
炭素, 2016 [274] (2016) 139-144.
「（総説）カーボンナノファイバーの微細組織制御」炭素,2012[225](2012)254.
講演
【招待講演】「古くて新しい炭素の世界 ー カーボン ナノからマクロの世界まで」福島大学絆会講演会，2022.9.28～2022.10.4
【基調講演】「バイオマスからの炭素材料の作製とその応用」第48回炭素材料学会, 2021.12.1.
【特別講演】「バクテリアセルロースからのカーボンナノファイバーの作製とそれをフィラーとした炭素複合材料への応用」ナノセル
ロースフォーラム 第15回技術セミナー ～ナノセルロースの新たな用途開発～ 2019.07.08.
【特別講演】「バクテリアセルロースナノファイバー由来カーボンナノファイバーで強化した炭素複合材料の摺動部材への適用を目指
して」次世代科学技術総合展「ファインケミカルジャパン」特別講演会 2019.03.20.
【特別講演】「バクテリアセルロースナノファイバーからのカーボンナノファイバーの作製とその応用展開」2018年度 第6回 CPC
研究会, 2018.11.9.
【技術説明】「ガラス状炭素(グラッシーカーボン)の用途拡大を目指して」(独)科学技術振興機構(JST) 新技術説明会 2018.09.27.
「成型型およびその製造方法」特許番号5183301号 特開2009-285938 特願2008-139659 出願日2008.5.28
公開日 2009.12.10 登録日 2013.1.25.
「ガラス状炭素材からなる微細成形型材料とその製造方法ならびにそれを用いた微細成形型」
特許番号5301140号 特開2009-113252 特願2007-286805 出願日 2007.11.2 公開日 2009.5.28 登録日 2013.6.28.
「炭の製造方法」特開2007-153674 特願2005-351408 出願日 2005.12.6 公開日 2007.6.21.
論文
"Comparison of micro- and macro-tribological properties of carbon composites reinforced by vapor-grown carbon
fibers", Mater. Let., 354 (2024) 135359.
"Preparation of magnetic carbon nanofiber derived from bacterial cellulose alloyed with magnetic fluid.", Diamond Relat.
Mater., 124 (2022) 108938
"Preparation of glass-like carbon with micrometer-sized pores by mixing thermosetting resin with thermoplastic
microbeads.", Mater. Let., 312 (2022) 131691.
"Wear properties of carbon composite reinforced by vapor-grown carbon fibers treated with nitric acid and aqueous
hydrogen peroxide.", Mater. Let., 209 (2017) 228-230.
"Surface oxidation and/or corrosion behavior of vapor-grown carbon fibers (VGCFs) in nitric acid, hydrogen peroxide,
and sulfuric acid solutions.", Diamond Relat. Mater., 76 (2017) 108-114.
"Magnetic properties of magnetic glass-like carbon prepared from furan resin alloyed with magnetic fluid.",
J. Magn. Magn. Mater., 425 (2017) 43-47.
"Analysis of oxidation behavior of vapor grown carbon fiber (VGCF) under dry air.", Mater. Let., 180 (2016) 302-304.
「ヨウ素処理をしたバクテリアセルロース由来のカーボンナノファイバーで強化した炭素複合材料の摩耗特性」
炭素, 2016 [274] (2016) 139-144.
「（総説）カーボンナノファイバーの微細組織制御」炭素,2012[225](2012)254.
講演
【招待講演】「古くて新しい炭素の世界 ー カーボン ナノからマクロの世界まで」福島大学絆会講演会，2022.9.28～2022.10.4
【基調講演】「バイオマスからの炭素材料の作製とその応用」第48回炭素材料学会, 2021.12.1.
【特別講演】「バクテリアセルロースからのカーボンナノファイバーの作製とそれをフィラーとした炭素複合材料への応用」ナノセル
ロースフォーラム 第15回技術セミナー ～ナノセルロースの新たな用途開発～ 2019.07.08.
【特別講演】「バクテリアセルロースナノファイバー由来カーボンナノファイバーで強化した炭素複合材料の摺動部材への適用を目指
して」次世代科学技術総合展「ファインケミカルジャパン」特別講演会 2019.03.20.
【特別講演】「バクテリアセルロースナノファイバーからのカーボンナノファイバーの作製とその応用展開」2018年度 第6回 CPC
研究会, 2018.11.9.
【技術説明】「ガラス状炭素(グラッシーカーボン)の用途拡大を目指して」(独)科学技術振興機構(JST) 新技術説明会 2018.09.27.