豊橋技術科学大学

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吉田 絵里(よしだ えり)

所属 応用化学・生命工学系
職名 准教授
専門分野 環境材料工学 / 超分子化学 / 高分子化学
学位 博士(工学)(東京工業大学)
所属学会 アメリカ化学会 / 王立化学会 / 日本化学会 / 高分子学会 / 化学工学会
E-mail yoshida.eri.gu
※アドレスの末尾に「tut.jp」を補完してください
研究室web https://envmater.chem.tut.ac.jp/Eri-Lab/Home.html
研究者情報(researchmap) 研究者情報

研究紹介

(1)炭酸を原料とする新材料の開拓
 炭酸を原料に用いて新奇な先端材料を創製している。

(2)廃棄プラスチックの燃料化
 産業廃棄プラスチックの効率的な分解を行っている。

(3)合成高分子を用いた人工生体膜モデルの創製
 光リビングラジカル重合によって合成した高分子界面活性剤を用いて、人工生体膜モデルを創製している。

テーマ1:炭酸を原料とする新材料の開拓

概要
炭酸の捕捉に誘導される電解質

二酸化炭素の排出量の増加による地球温暖化を抑制することを目的として、当研究室では、水中の炭酸を原料としてさまざまな先端材料を創製しています。水溶性のアミノ化合物に二酸化炭素を吹き込むだけで二酸化炭素の脱着を可逆的に繰り返す電解質や、炭酸を捕捉した高分子のイオン交換反応によって二酸化炭素を内部に貯蔵する紐状構造の高分子複合体や、さらに、水溶液中で炭酸を捕捉した高分子電解質の自己組織化により、外殻に炭酸が吸着した球状や棒状のナノカプセルなどをつくり出しています。このように、炭酸を原料とする材料設計は、産業から排出される二酸化炭素を削減するだけでなく、海洋の酸性化から海洋生態系を保全することにつながります。

主な業績

1. E. Yoshida, Utilization of CO2-captured poly(allylamine) as a polymer surfactant for nanoarchitecture production in a closed CO2 cycle. RSC Sustainability, in press (2024). https://doi.org/10.1039/D4SU00121D
2. E. Yoshida, CO2 capture-induced polymer complexes. Carbon Capture Sci. Technol. 2, 100038, 1-7 (2022).
3. E. Yoshida, CO2 capture-induced electrolytes using tertiary diamines. SCIREA J. Chem. 5(2), 12-29 (2020).
4. E. Yoshida, CO2-responsive behavior of polymer giant vesicles supporting hindered amine. Colloid Polym. Sci., 297, 661-666 (2019).

キーワード

炭酸・二酸化炭素・酸塩基反応・イオン交換反応・高分子複合体

テーマ2:廃棄プラスチックの燃料化

概要
廃棄ポリスチレンの解重合による化学的リサイクル

深刻化する廃棄プラスチック(廃プラ)による地球環境汚染に対処するには、廃プラから原料のモノマーを回収し、それを元の製品に再生する閉ループのリサイクルシステムを確立することが重要です。本研究室では、真空熱分解による解重合にアルコールランプの炎を利用した簡便なケミカルリサイクル法によって、廃プラから高純度のモノマーを回収する方法を確立しました。この方法は、炭素-炭素骨格を有するさまざまな非生分解性の廃プラに適用が可能です。廃プラを純度の高い化石燃料の状態に戻すことは、廃プラを石油生産の代替源として利用できることを意味しており、このことは、天然の化石燃料の消費を削減することにつながります。

主な業績

1. E. Yoshida, Vacuum pyrolysis depolymerization of waste polystyrene foam into high-purity styrene using spirit lamp flame for convenient chemical recycling, RSC Sustainability, 2023, 1, 2058–2065. https://doi.org/10.1039/d3su00207a

キーワード

廃棄プラスチック・解重合・真空熱分解・モノマー化

テーマ3:合成高分子を用いた人工生体膜モデルの創製

概要
高分子ベシクルの赤血球様の形態変化

ジャイアントベシクルは、サイズと構造の類似性から、細胞や細胞小器官の生体膜の人工モデルになります。 当研究室では、合成高分子で形成されたジャイアントベシクルを用いて、人工生体膜モデルを創製しています。 これらは、当研究室が開発したニトロキシドを触媒とする光制御リビングラジカル重合を利用した重合誘導型自己集合法によって作成しております。高分子ベシクルは、小胞体やゴルジ体に見られる有窓シート状の吻合管状ネットワーク構造や、消化器系の絨毛様構造、核膜の穿孔小胞などの生体膜の静的な形態だけでなく、オートファジーの初期段階に出現するカップ状構造の分離膜の生成メカニズムや、神経細胞の神経突起の伸長、さらに、ヒト赤血球の形態変化など、生体膜の動的な形態を再現することができます。これらの発見は、無生物と生物の違いや生命の起源の解明に貢献し、非天然の人工材料から人工生命をつくり出せる可能性を暗示しています。

主な業績

1. E. Yoshida, Mechanisms of cup-shaped vesicle formation using amphiphilic diblock copolymer. OJPolym. Chem. 2022, 12, 43-54. https://doi.org/10.4236/ojpchem.2022.122003
2. E. Yoshida, Polymer nanoarchitectonics for synthetic vesicles with human erythrocyte-like morphology transformation. Colloid Polym. Sci. 2022, 300, 497-508. https://doi.org/10.1007/s00396-022-04958-2
3. E. Yoshida, Perforated giant vesicles composed of amphiphilic diblock copolymer: New artificial biomembrane model of nuclear envelope. Soft Matter 2019, 15, 9849-9857. https://doi.org/10.1039/C9SM01832H
4. E. Yoshida, Fabrication of anastomosed tubular networks developed out of fenestrated sheets through thermo responsiveness of polymer giant vesicles. ChemXpress 2017, 10(1):118, 1-11. https://www.tsijournals.com/articles/fabrication-of-anastomosed-tubular-networks-developed-out-of-fenestrated-sheets-through-thermo-responsiveness-of-polymer-giant-ves.html
5. E. Yoshida, Fabrication of microvillus-like structure by photopolymerization-induced self-assembly of an amphiphilic random block copolymer. Colloid Polym. Sci. 2015, 293, 1841-1845. https://doi.org/10.1007/s00396-015-3600-1
6. E. Yoshida, Morphological changes in polymer giant vesicles by intercalation of a segment copolymer as a sterol model in plasma membrane. Colloid Polym. Sci. 2015, 293, 1835-1840. https://doi.org/10.1007/s00396-015-3577-9
7. E. Yoshida, PH response behavior of giant vesicles comprised of amphiphilic poly(methacrylic acid)-block-poly(methyl methacrylate-random-methacrylic acid). Colloid Polym. Sci. 2015, 293, 649-653. https://doi.org/10.1007/s00396-014-3482-7
8. E. Yoshida, Morphology control of giant vesicles by composition of mixed amphiphilic random block copolymers of poly(methacrylic acid)-block-poly(methyl methacrylate-random- methacrylic acid). Colloid Polym. Sci. 2015, 293, 249-256. https://doi.org/10.1007/s00396-014-3403-9
9. E. Yoshida, Hydrophobic energy estimation for giant vesicle formation by amphiphilic poly(methacrylic acid)-block-poly(alkyl methacrylate-random-methacrylic acid) random block copolymers. Colloid Polym. Sci. 2014, 292, 2555-2561. https://doi.org/10.1007/s00396-014-3297-6

キーワード

人工生体膜モデル・高分子ベシクル・重合誘導型自己組織化・光リビングラジカル重合

担当授業科目名(科目コード)

有機材料工学特論 / 生命工学特論2 / 有機化学2 / 基礎有機化学3 / 基礎有機化学4 / 化学・生命実験 /

その他(受賞、学会役員等)

1. Asia's Outstanding Researcher Award 2023 for "CO2 capture-induced polymer complexes" (Times of Research and the World Research Council), 2023年.
2. 平成22年度塗装工学編集委員長賞(日本塗装技術協会),「超臨界二酸化炭素中での高分子の自己組織化を利用した機能性高分子微粒子の開発」2011年.
3. 第12回日本女性科学者の会奨励賞,「精密ラジカル重合により合成した新規“非両親媒性高分子”のミセル形成法の開拓」2007年.
4. 平成10年度 Polymer Journal 論文賞(高分子学会), 「Synthesis of poly(ethylene adipate) with a stable nitroxyl radical at both chain ends, and applications to a counter radical for living radical polymerization」1999年.
5. 平成9年度高分子研究奨励賞(高分子学会),「安定ニトロキシルラジカルを用いたリビングラジカル重合をベースとする高分子設計」1998年.
6. 日本化学会第72春季年会講演奨励賞(日本化学会),「リビングラジカル重合によるテトラヒドロフランとスチレンのブロック共重合体の合成と生成ポリマーの性質」1997年.


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