大幸 裕介 (ダイコウ ユウスケ)

DAIKO Yusuke

写真a

所属学科・専攻等

生命・応用化学教育類 環境セラミックス分野
生命・応用化学専攻 環境セラミックス分野

職名

准教授

メールアドレス

メールアドレス

出身大学院

  • 2003年04月
    -
    2006年03月

    名古屋工業大学  工学研究科  物質系工学専攻博士課程  修了

取得学位

  • 名古屋工業大学 -  博士(工学)

学外略歴

  • 2017年10月
    -
    2018年09月

      レンヌ第一大学   機械・ガラス学科   研究員

  • 2013年09月
    -
    2014年03月

      FAU大学   研究員

  • 2010年09月
    -
    2010年11月

      レンヌ第一大学   機械・ガラス学科   研究員

  • 2008年04月
    -
    2013年03月

      兵庫県立大学大学院工学研究科   物質系工学専攻   助教

  • 2006年04月
    -
    2008年03月

      豊橋技術科学大学大学院工学研究科 産学官連携研究員   研究員

所属学会・委員会

  • 2019年07月
    -
    継続中

    電気学会

  • 2018年09月
    -
    継続中

    応用物理学会

  • 2011年04月
    -
    継続中

    International Sol-Gel Society

  • 2003年04月
    -
    継続中

    日本セラミックス協会

専門分野(科研費分類)

  • 無機化学

  • 無機材料・物性

 

研究経歴

  • イオン伝導性ガラスファイバーを利用した超小型イオン銃の開発と細胞工学・医療分野への応用

    個人研究   科学研究費補助金  

    研究期間:  2013年04月  -  現在

  • 圧子圧入法を利用した卓上GPa級高圧インピーダンス測定装置の開発

    国際共同研究   科学研究費補助金  

    研究期間:  2011年04月  -  現在

  • ガラスの粘弾性-クリープ評価 ~電気化学インデンターの開発~

    国内共同研究   科学研究費補助金  

    研究期間:  2010年04月  -  現在

  • プロトン伝導性ガラスの燃料電池への応用

    個人研究   その他の研究制度  

    研究期間:  2010年04月  -  現在

論文

  • Gas permeation and thermomechanical properties for macroporous alumina focused on necking size at grain boundaries

    S. Honda, P. Jia, Y. Daiko, S. Hashimoto, B. Nait-Ali, D. S. Smith, Y. Iwamoto

    International Journal of Applied Ceramic Technology ( WILEY )    2021年08月  [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)   共著

  • Low temperature in situ formation of cobalt in silicon nitride toward functional nitride nanocomposites

    S. Tada, M.D. Mallmann, H. Takagi, J. Iihama, N. Asakuma, T. Asaka, Y. Daiko, S. Honda, R.K. Nishihora, R.A.F. Machado, S. Bernard and Y. Iwamoto

    Chemical Communications ( Royal Society of Chemistry )    2021年01月  [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)   共著

  • Hydrogen chemisorption properties of novel metal-free inorganic compound: exploring Lewis acid-base Al–N pair site formed in-situ within polymer-derived ceramics based on the silicon-aluminum-nitrogen-based system

    S. Tada, N. Asakuma, S. Ando, T. Asaka, Y. Daiko, S. Honda, M. Haneda, S. Bernard, R. Riedel and Y. Iwamoto

    J. Mater. Chem. A     2020年12月  [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)   共著

  • Superhydrophobic polycarbosilane membranes for purification of solar hydrogen

    Miwako Kubo, Kohei Okibayash, Misako Kojima, Ryota Mano, Yusuke Daiko, Sawao Honda, Samuel Bernard and Yuji Iwamoto

    Sep. Purif. Technol   258 ( 1 ) 117998 - 117998   2020年11月  [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)   共著

  • Kinetic Analysis of Crystallization of Zeolite Beta Synthesized by Direct Heating

    S. Honda, K. Nakashima, T. Yoshida, Y. Daiko, S. Hashimoto, Y. IwamotoO

    Journal of the American Ceramic Society ( WILEY )    2020年10月  [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)   共著

  • Hydrogen transport property of polymer-derived cobalt cation-doped amorphous silica

    Shotaro Tada, Shiori Ando, Toru Asaka, Yusuke Daiko, Sawao Honda, Samuel Bernard and Yuji Iwamoto

    Inorg. Chem. Front.     2020年10月  [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)   共著

  • Fluoride ion field emission from a ZBLAC glass emitter

    Yusuke Daiko, Haruki Yanagida, Sawao Honda, Yuji Iwamoto

    Solid State Ionics ( ELSEVIER )  353   115400   2020年10月  [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)   共著

    フッ化物イオン伝導性ガラスにIn2O3を添加したときのF-イオン伝導度向上について,残存酸素量やガラス転移温度,ラマンシフトなどから考察しています.また当該ガラスを先鋭化して高電圧を印加することで,F-イオン放出と思われる挙動を初めて確認しました.

  • Hydrogen selective SiCH inorganic-organic hybrid/gamma-Al2O3 composite membranes

    Miwako Kubo, Ryota Mano, Misako Kojima, Kenichi Naniwa, Yusuke Daiko, Sawao Honda, Emanuel Ionescu, Samuel Bernard, Ralf Riedel and Yuji Iwamoto

    Membranes   10 ( 10 ) 258 - 258   2020年09月  [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)   共著

  • Dynamics of proton infiltration into binary MO・P2O5 (M=Ca, Sr) phosphate glasses

    Y. Daiko, S. Jeong, S.Honda, Y. Iwamoto

    Solid State Ionics ( ELSEVIER )  335   151 - 155   2019年03月  [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)   共著

    溶融法で作製したガラスはプロトン(=OH基)濃度が低く、ガラスのプロトン伝導性は一般的に非常に低いです。以前に我々は燃料電池発電雰囲気に曝されることでガラスのプロトン伝導性が向上することを見出しています。燃料電池発電雰囲気を模擬した独自開発のin-situ赤外線分光装置を用いて、発電下でガラスのプロトン濃度が上昇するプロトン注入効果を初めて定量的に明らかにしました。論文では放射光X線による構造解析と合わせてプロトン注入を議論しています。

  • Palm-sized Ag+ ion emission gun operated at room temperature and non-vacuum atmosphere

    Y. Daiko, K. Segawa, K. Machida, H. Imataka, S. Honda, Y. Iwamoto

    Advanced Engineering Materials ( WILEY-V C H VERLAG GMBH )  20   1800198   2018年05月  [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)   共著

    室温付近でも高いAg+イオン伝導性を示すAgI-Ag2O-B2O3ガラスを先鋭化して電界印加することで、室温かつ大気圧雰囲気においてもAg+イオン放出を確認しました。Ag+イオン放出寿命を電気化学水晶振動子微量天秤による電流値と振動数変化から議論しています。またAg+イオン照射後のガラス基板にはより多数のHeLa細胞が付着することを明らかにしました。兵庫県立大学との共同研究成果です。

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著書

  • Handbook of Sol-Gel Science and Technology 2nd edition

    Yusuke Daiko, Yuji Iwamoto (担当: 分担執筆 )

    SPringer  2016年07月 ISBN: 978-3-319-32100-4

    ゾル-ゲル法で作製した多孔質ガラスのプロトン伝導性に関する研究成果をまとめて概説した。

総説・解説記事

  • プロトン伝導性と表面水酸基の結合状態

    大幸裕介

    ゾルーゲルテクノロジーの最新動向 ( シーエムシー出版 )    2017年07月  [依頼有り]

    総説・解説(その他)   共著

     ゾル-ゲル法で作製したガラスは多孔質で水を吸着することで室温付近においても高いプロトン伝導性を示す。ガラスの両面に電極をつけて電位差を与えると、H+は水分子の連なった経路(水素結合ネットワーク)をいわゆるグロータス機構によって伝導する。これはバケツリレーのようにH(1)+がH(2)OH(3)と結合してH3O+イオンとなり、H(3)+がとなりの水分子に移動して、とH(1)+自身がガラス始端から終端まで移動する訳ではない。このためH+は水中での移動度が他のイオンと比べて非常に高く、近年の燃料電池自動車に搭載されている固体高分子形燃料電池用電解質膜(Nafion®)も同様の伝導メカニズムになる。ゾル-ゲル法で作製した電解質のプロトン伝導性について詳述するため、まず溶融法で作製したガラスのプロトン伝導性と対比させながら説明する。ガラス(酸化物)中でプロトンは主に水酸基(-OH基)として存在するため、このOH基の結合状態や生成ダイナミクスがプロトン伝導性に特に重要であり、これらの評価方法についても実測データを挙げて紹介する。

  • 光透過と防曇性およびその耐久性

    大幸裕介

    光の制御技術とその応用 事例集     156 - 170   2014年03月

    書評,文献紹介等   共著

  • プロトン系燃料電池用電解質

    大幸裕介, 野上正行

    ゾル-ゲル法の最新応用と展望     2014年02月

    総説・解説(学術雑誌)   共著

  • 防曇性の評価法および防曇技術

    大幸裕介

    最新 防汚・洗浄技術 ( 技術情報協会 )    2011年11月

    総説・解説(商業誌)   共著

  • 親水/撥水表面と防曇効果

    大幸裕介

    ハードコートを中心としたコーティング膜の評価技術 ( 技術情報協会 )    2011年02月

    総説・解説(商業誌)   単著

  • 酸化チタン光触媒を利用した薄膜電気化学素子の研究開発

    大幸裕介,松田厚範

    Material Stage ( 技術情報協会 )  10   43 - 46   2010年01月

    総説・解説(商業誌)   共著

  • 交互積層法によるプロトン伝導性ナノ薄膜の合成とガスセンサおよび燃料電池への応用

    大幸裕介,松田厚範

    燃料電池 ( 燃料電池開発情報センター )  8   63 - 73   2009年01月

    総説・解説(商業誌)   共著

  • イオン液体を固定化した機能性カプセルの作製と高感度化学センサへの応用

    大幸裕介,松田厚範

    ケミカルエンジニアリング ( 化学工業 )  53 ( 12 )   2008年12月

    総説・解説(商業誌)   共著

  • ゼータ電位利用集

    大幸裕介,松田厚範

    ゼータ電位利用集 ( 情報機構出版 )    2008年01月

    総説・解説(商業誌)   共著

研究発表

  • Ion emission from sharpened ion-conducting glasses and direct ion irradiation to living cells

    Yusuke Daiko, Sawao Honda, Yuji Iwamoto  [招待有り]

    8th Asian Biomaterials Congress  (Nagoya Congress Center)  2021年11月  -  2021年11月  The Japanese Society for Biomaterials

  • AgI・Ag2MoO4 系ガラスからの大気圧 Ag+イオン放出及び EQCM 法による放出寿命評価

    廣瀬大輔,柴田怜奈, 大川諒一郎, 小幡亜希子, 大幸裕介

    第 62 回ガラスおよびフォトニクス材料討論会  (オンライン開催)  2021年11月  -  2021年11月  日本セラミックス協会ガラス部会

  • 溶融法の特徴を生かしたプロトン伝導性ガラスの作製とその可能性

    大幸裕介  [招待有り]

    セラミックス材料をめぐる最近の研究動向  (オンライン開催)  2021年10月  -  2021年10月  金属材料研究所ワークショップ

  • 高濃度に酸化チタンを含有した多成分ガラスの結晶化挙動

    大幸 裕介,服部 翔

    第34回秋季シンポジウム  (オンライン開催)  2021年09月  -  2021年09月  日本セラミックス協会

  • イオン伝導に伴うガラス構造変化の in-situ 解析事例の紹介

    大幸裕介  [招待有り]

    2021 年度第 1 回 評価技術研究会  (オンライン開催)  2021年06月  -  2021年06月  ニューガラスフォーラム

  • ソーラー水素製造用SiOC系有機無機ハイブリット膜の合成研究

    西垣大輝、小嶌美佐子、本多沢雄、大幸裕介、岩本雄二

    2020年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会  2020年11月  -  2020年11月  日本セラミックス協会東海支部

  • ソーラー水素精製用SiCH系有機無機ハイブリッド膜の水素選択性

    西村悠、加藤玲奈、本多沢雄、大幸裕介、岩本雄二

    2020年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会  2020年11月  -  2020年11月  日本セラミックス協会東海支部

  • ガラスの先鋭化とイオン放出〜 放出機構や化学反応誘起、細胞工学への展開 〜

    大幸 裕介  [招待有り]

    日本セラミックス協会秋季シンポジウム  2020年09月  -  2020年09月  日本セラミックス協会

  • 板状アルミナ粒⼦から作製された配向構造アルミナ多孔体の物性異⽅性評価

    本多 沢雄、⼤幸 裕介、橋本 忍、岩本 雄⼆

    第33回秋季シンポジウム  (北海道大学(オンライン開催))  2020年09月  -  2020年09月  日本セラミックス協会

  • アコースティックエミッション法によるパワーモジュールの劣化検出

    宮下真虎, 大幸裕介, 本多沢雄, 岩本雄二 

    PIEオンライン研究会  2020年07月  -  2020年07月  パワーモジュールの電気絶縁信頼性に関する調査専門委員会

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工業所有権

  • セラミックス/樹脂複合材料、その製造方法及びその利用

    特願 2020-101278 

    岩瀬賢明、岩本雄二、本多沢雄、大幸裕介

  • 絶縁材組成物

    特願 2018-015591 

    岩本雄二、本多沢雄、大幸裕介、市川幸治、池田良成、西村芳孝

  • イオン発生器

    特願 特願2017-203023 

    大幸裕介, 瀬川恭平

  • 熱サイクル試験装置、熱サイクル試験方法、半導体装置の製造方法、およびプログラム

    特願 2017-172602 

    岩本雄二、本多沢雄、大幸裕介、百瀬文彦、市川幸治、西村芳孝

  • 分離膜

    特願 2017-171126 

    岩本雄二、本多沢雄、大幸裕介

  • イオン発生器

    特願 特願2016-225613 

    大幸裕介、瀬川恭平

    室温の大気圧で放出可能なイオン銃に関する発明

  • 酸窒化珪素系材料及びその製法

    特願 2016-211033 

    岩瀬賢明、堀江洋慈、岡崎栄一、岩本雄二、本多沢雄、大幸裕介

  • α-炭化珪素の製造方法

    特願 2016-050205 

    岩瀬賢明、堀江洋慈、岡崎栄一、岩本雄二、本多沢雄、大幸裕介

  • 酸窒化珪素結晶の製造方法

    特願 2016-050206 

    岩瀬賢明、堀江洋慈、岡崎栄一、岩本雄二、本多沢雄、大幸裕介

  • シリコンオキシカーバイドの製造方法

    特願 2016-050204 

    岩瀬賢明、堀江洋慈、岡崎栄一、岩本雄二、本多沢雄、大幸裕介

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学術関係受賞

  • The 17th International Sol-Gel Conference 「Donald R. Ulrich Award 2013」

    2014年08月   International Sol-Gel Society  

    受賞者:  大幸裕介

  • 日本セラミックス協会協会賞(進歩賞)

    2013年06月   日本セラミックス協会  

    受賞者:  大幸裕介

  • (財) 電気化学会 田川記念固体化学奨励賞

    2013年03月   (財) 電気化学会  

    受賞者:  大幸裕介

  • 6th Asian Conference on electrochemical power sources (Best Paper Award)

    2012年01月   Asian Conference on electrochemical power sources  

    受賞者:  大幸裕介

  • 日本セラミックス協会 21世紀記念国際交流賞 (倉田元治 賞)

    2011年06月   日本セラミックス協会  

    受賞者:  大幸裕介

科研費(文科省・学振)獲得実績

  • 先鋭化ガラス先端の増強電場を利用した非真空イオン注入および細胞代謝活性評価

    基盤研究(B)

    研究期間:  2019年04月  -  現在  代表者:  大幸裕介

    細胞の代謝や活性はイオン注入などの外部刺激に敏感に応答し、また先行する大気圧プラズマを利用した細胞へのイオン注入では、付随的に生成する活性種の影響も指摘されています。我々の研究室では、Ag+、Cu+、Na+、K+イオンなどを大気圧条件で簡便に放出するイオン銃について研究しています。これらのイオンは他の大気圧プラズマ技術などでは生成が難しく、当該イオンの空気中分子との反応性や各イオンの注入量と細胞活性の関係などは報告例が少ないです。本研究では、大気圧下での長期安定イオン放出を実現して各イオンの放出特性や空気中の分子との反応性、および細胞へのイオン注入と代謝活性の関係を定量化し、大気圧イオン注入の医療や創薬、細胞工学などへの応用のポテンシャルを明らかにすることを目的としています。

  • 医療用途を指向したレーザーポインタサイズのイオン銃開発および細胞付着・活性評価

    挑戦的萌芽研究

    研究期間:  2016年04月  -  2019年03月  代表者:  大幸裕介

    イオン伝導性ガラスをファイバー化・先鋭化して電界印加するとファイバー先端からイオンが放出されることを見出し、さらに10cm程度まで小型化したイオン銃を試作しました。本研究では試作機の性能を向上させて手のひらサイズのポータブルイオン銃を開発します。兵庫県立大学の町田幸大先生(博士[再生医科学])と共同で、細胞付着や細胞活性に及ぼすイオン注入の効果を定量的に明らかにして、将来のイオンを活用した医療技術などにつなげます。

  • 電気化学的なプロトン注入とH+ダイナミクスの解明及びガラスの新機能発現(国際共同研究強化)

    平成27年度 第8回国際共同研究加速基金

    研究期間:  2016年04月  -  2019年03月  代表者:  大幸裕介

    電気化学ポテンシャル差などを利用してガラスにH+が導入されることを見出し、H+導入量と速度を定量し、またH+導入に伴うガラスの力学および光学特性がどのように変化するか詳細を調べています。仏国レンヌ第一大学のT. Rouxel教授研究室に滞在して、H+導入による構造変化の理論的な解析を進めるとともに、Face to Faceで海外有力機関と強固な連携を構築したいです。世界の研究動向を早期に捉え、また成果を最初に広く発信することを目指しています。

  • 電気化学的なプロトン注入とH+ダイナミクスの解明及びガラスの新機能発現

    基盤研究(B)

    研究期間:  2015年04月  -  2018年03月  代表者:  大幸裕介

    ある種のガラスを水素雰囲気中(活性電極)で通電すると、ガラスのOH基濃度が増大し(H+が注入される)、またガラス中にH+が注入されると電気および光学活性が大きく変化することが明らかになってきました。本研究では独自のin-situ赤外分光装置やH+注入下でのガラスのクリープ挙動の解析から、注入したH+とガラスの機能性との関係を学術的に明らかにすることを目指しています。またその知見を活かして新しい機能性ガラスの開発につなげます。

  • プロトン伝導性ガラスファイバーのナノ先鋭化による局所H+注入技術の開発

    挑戦的萌芽研究

    研究期間:  2013年04月  -  2016年03月  代表者:  大幸裕介

    プロトン伝導性ガラスをファイバー化、先鋭化して電界印加することでH+がファイバーから放出されると期待して、それを実証する真空装置を組み上げました。メニスカスエッチングによって1マイクロメートル以下に先鋭化することで、数 kV/cmの電界強度によってイオンが放出されること、放出されるイオンはH+であること、また適切にイオン供給を行うことで連続的にイオン放出可能であることなどを実証しました。

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その他競争的資金獲得実績

  • 中温動作燃料電池の高出力化を指向したSO3ドープによるプロトン伝導性ガラスのガラス転移低温シフト

    提供機関:  公益財団法人 泉科学技術振興財団  泉科学技術振興財団 研究助成金

    研究期間:  2018年10月  -  2019年09月  代表者:  大幸 裕介

    300~400℃程度の温度域で耐久性を有し、かつ安価で大面積製造が可能なプロトン伝導性ガラスを作製し、燃料電池に応用することを進めています。SO3ドープによるガラス転移温度の低温シフトに着目しています。

  • 先鋭化イオン伝導性ガラスを用いた低・中真空下での高速イオン注入技術の開発

    提供機関:  公益財団法人 日揮・実吉奨学会  日揮・実吉奨学会研究助成金

    研究期間:  2018年09月  -  2019年08月  代表者:  大幸 裕介

    大気圧~ 1Pa程度の真空下でイオン注入条件を変更可能な装置を組み、当該条件下でのイオン注入効果を定量的に明らかにします。イオン注入による機能発現の実証、および将来的な医療・産業応用に資することを目的としています。

  • 先鋭化したフッ化物イオン伝導性ガラスを用いた局所フッ素ドープ装置の開発

    提供機関:  公益財団法人 立松財団  立松財団研究助成金

    研究期間:  2018年08月  -  2019年07月  代表者:  大幸 裕介

    フッ化物イオン伝導性ガラスを先鋭化して、F-イオンの電界放出およびF-イオン注入による機能発現の実証を目的としています。

  • ガラスファイバーを利用した新規高効率イオン注入装置の開発

    提供機関:  文部科学省  研究成果最適展開支援事業(A-STEP)【フィージビリティスタディ(顕在化タイプ)】

    研究期間:  2015年01月  -  2015年12月  代表者:  大幸裕介

    銀イオン伝導性ガラスファイバーに電界印加することで、ガラスファイバーからのAg+イオン放出を初めて実証しました。ターゲット基板に電子供給することでAgナノ粒子の析出も可能であり、今後はAgナノ粒子アレイなど局所Ag+注入の新展開を精力的に進めていきます。

  • 300~500℃で動作する低コスト燃料電池の開発および耐久性評価

    提供機関:  文部科学省  研究成果最適展開支援事業(A-STEP)【フィージビリティスタディ(顕在化タイプ)】

    研究期間:  2011年  -  2012年  代表者:  大幸裕介

    リンケイ酸塩ガラスを電解質に用いて500℃で発電する燃料電池を試作した。1000時間を超えて開回路電圧に低下は見られず、当該温度域で熱的・化学的に安定であることを実証した。また電極を工夫することで出力は増大した。ただし電極・電解質界面に剥離も見られ、この問題は1年間で解決に至らなかった。

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受託研究受入実績

  • 大気圧で利用可能な手のひらサイズのイオン銃開発

    提供機関: 東海広域5大学ベンチャー企業支援:スタートアップ準備資金  一般受託研究

    研究期間: 2018年04月  -  2019年03月  代表者: 大幸裕介

    大気圧で利用可能なイオン銃を医療用途に利用することを目指すものです。放出するイオンとして、Ag+、H+およびF-イオンを利用することを検討しています。

共同研究実施実績

  • 低融点ガラスの粘弾性評価

    提供機関:  

    研究期間: 2016年04月  -  2017年03月  代表者: 大幸裕介

    様々な温度・条件におけるガラスの粘弾性・クリープの解析

 
 

学会・委員会等活動

  • 2018年12月
    -
    2021年11月

    電気学会   パワーモジュールの電気絶縁信頼性に関する調査専門委員会

  • 2012年04月
    -
    2016年03月

    日本セラミックス協会   行事企画委員