Dr Toru Arai,
Department of Applied Chemistry, Faculty of Engineering,
Kyushu Institute of Technology
2011年7月27日 更新しました。updated July 27nd,
2011
私と新井研究室は教育研究９号棟の４階、５階にいます
電話 093-884-3303（新井）、093-884-3340（実験室）
phone 81-93-884-3303 携帯の番号は新井の部屋（９号棟の５階）に貼ってあります。
２０１１年度は以下の講義（実験）を担当してます。
前期は
応用化学科１年生：「化学１Ａ／Chemistry １A」
２０１１年度の化学１A受講者の方へ（２０１０年度の期末試験問題）
（注：2010年度は中間試験をしなかったんで、期末試験の範囲は「全部」でした）
応用化学科２年生：「応用化学基礎実験」（分担）
応用化学科３年生：「応用化学実験Ｂ 」（分担）
応用化学科４年生：「科学英語１」（分担）
各学科共通：「工学と環境」（分担）
２００９年度は以下の講義（実験）を担当ました。
前期は
応用化学科１年生：「化学１Ａ／Chemistry １A」 化学ⅠＡの受講者の人はこちらへ
応用化学科２年生：「応用化学自由研究／Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Review」（分担）
私のテーマは「ゴミの（非エタノール）発酵」「インフルエンザ」「生分解性ポリマー」
応用化学科３年生：「物質工学実験Ｂ／Chemistry Laboratory B 」（分担）
私の担当は「Ｄ−ロイシンの合成と旋光度」「フェニルアゾナフトール」「アセチルサリチル酸」「シクロヘキセンオキサイド」
応用化学科４年生：「科学英語１／Science English 1」（分担）
後期は
応用化学科３年生：「有機機器分析／Analytical Organic Chemistry」
大学院：「有機光化学特論／Organic Photochemistry」
２００８年度以前の講義はこちらへ
（九州工業大学応用化学コース３年生くらいの人を対象に） こちらへ
今年度も大学院生、学生の研究成果をリアルタイムで発表しました。
* ポルフィリン/ポリペプチド/イリジウムコロイド/可視光による水からの水素発生
第47回化学関連支部合同九州大会(2010/7 北九州)、松本正剛、小畑菜緒、加藤珠樹、新井徹
* 酸化亜鉛、酸化ニオブ添加による色素増感太陽電池の酸化すず電極の性能向上
2010年電気化学秋季大会(2010/9 厚木)、近藤茂喜、新井徹、倉本竜典、中野俊平
* Visible-light induced H2 generation from water (H+) catalyzed by the pentyl-ester modified single-walled carbon nanotubes
第39回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム (20010/9 京都) 、松本正剛、新井徹、湯淺崇史
44) Synthesis and the electron transfer reaction of (metallo)porphyrin linked with a fullerene through an (L)-lysine spacers
J. Porphyrins Phtalocyanines, 2010, 14(12), 1019-1026.
Toru Arai, Yoshikazu Shimote, Norikazu Nishino, Akihiko Tsuge
(L)-リシンのC末端にフラーレン、側鎖アミノ基に（亜鉛）ポルフィリン錯体を結合した分子を合成しました。この分子は可視光があたると分子内で電子移動が起こり、ポルフィリンが＋、フラーレンがーになります。このことは共同研究者の南後守先生（名古屋工大）、中川勝統博士（名古屋工大、現在は京大）、橋本秀樹先生、杉崎満先生、金本勝一先生（3人いずれも大阪市大）に確かめていただきました（ありがとうございます）。UV-Vis-NIRスペクトルは中嶋直敏先生（九大、九州ナノテクノロジー拠点ネットワーク）のお世話になりました。
色素と電子受容体を組み合わせた分子はたくさんありますが、太陽電池や光反応の触媒として実際に利用可能かどうか、確かめられた化合物はあまり多くはありません。この論文ではフラーレンとポルフィリンを組み合わせた化合物の「合成のしやすさ」「とりあつかいやすさ（溶解性など）」「溶液中での構造（NMRによる解析）」「蛍光寿命などの光物理化学」「可視光エネルギーによる触媒的な還元反応への応用」など、学生さん（Yoshikazu Shimote）とほぼ全面的に検討しました。下手君の修士論文研究をもとに作製しました。
43) Zinc porphyrins covalently bound to the side walls of single-walled carbon nanotubes via flexible bonds: Photoinduced electron transfer in polar solvent
J. Phys. Chem. C, 2009, 113, 14493-14499.
Toru Arai, Shingo Nobukuni, Atula S. D. Sandanayaka, Osamu Ito
単層カーボンナノチューブ（CNT)に、M. Alvaro and H. Garciaの方法でエステルを導入し、溶媒へ分散しやすい形にした後で、M. Pratoの方法でグラフト（枝）をはやして、最後にポルフィリンを共有結合でつなぎました。シリカゲルカラムクロマトで精製し、亜鉛錯体を調製しました。こんなにDMFに良く分散する化合物ができたのは、驚くべきです。
この亜鉛ポルフィリンーCNTは、可視光を効率よく捕集し、ポルフィリンからCNTに電子移動が起きます。これは、１）ポルフィリンの励起状態寿命と、＋電荷を帯びたポルフィリン（電荷分離状態）の分光学的追跡、２）可視光によるビオローゲンやプロトンの還元反応（後者では水素が生成する）、３）色素増感太陽電池を組み立てたときの作用スペクトル、から確かめられました。水素発生や太陽電池は競争相手の多い分野ですが、この化合物はなかなか良い変換効率を示しています。
信國君の修士論文研究であり、また東北大学のDr Sandanayaka、伊藤攻先生との共同研究です。
42) Additional layer of the multi-walled carbon-nanotubes increases the photo-current of a poly(3-hexylthiophene)-sensitised solar cell
Energy Environment. Sci., 2009, 2, 853-856.
Atsushi Furuta, Tatsunori Kuramoto, Toru Arai
ポリチオフェンを増感剤とする色素増感太陽電池において、カーボンナノチューブを色素の上層に塗布すると光電流が向上することを見つけました。特に多層カーボンナノチューブが有効でした。この発見は実際的な意味が大きいです。おそらくホール輸送層と働いているのだと思います。ポリチオフェンは電解重合で作製しました。古田君の卒業研究、倉本君の修士論文研究をもとに投稿しました。
41) Synthesis and characterization of dendritic poly(L-lysine) containing porphyrin-fullerene moieties
Synthetic Metals, 2007, 157(6-7), 311-317.
Keisuke Kobata, Junya Ogawa, Shyam S. Pandy, Hidetoshi Oshima, Toru Arai, Tamaki Kato, Norikazu Nishino
フラーレンとポルフィリンをふくむデンドロン分子の、シクロデキストリン水溶液中でのスペクトルを分析し、デンドロンの自己集合を確かめました。小畑（こばた）さん（九工大院生命体）の博士論文研究によります。
40) Formation of submicron scale particles of narrow size distribution from a water-soluble dendrimer with links to porphyrins and a fullerene
Macromolecules 2006, 39, 1607-1613.
Toru Arai, Junya Ogawa, Emiko Mouri, Mohammed P. I. Bhuiyan, Norikazu Nishino
ポルフィリンとフラーレンを含むポリリシンデンドロンを合成し、可視光照射下での電子移動、エネルギー移動について検討しました。また、水中でフラーレンが内側に集積した自己組織化構造をとることを観察しました（TEM、AFM、DLS)。
小川君（九工大院生命体）の修士論文研究によります。