様式８の１の２ 別紙２
論文審査の結果の要旨
専攻名 システム創成工学専攻 氏 名 永井 直文
本 論 文 は ， 化 学 的 安 定 性 ， 高 い 電 気 絶 縁 性 ， 耐 摩 耗 性 ， 耐 食 性 を 有 す る ア ル ミ ナ
(Al2O3)のナノ粒子を溶媒に分散したアルミナゾルのコーティング性能や高分散性，バ
インダー性能に注目して，その特性解明と用途開発に関する成果をまとめたものであ る。
アルミナは，耐火物や陶磁器，研磨材，断熱材，砥石，触媒，基板，ガラス等に幅 広く用いられている。そのナノ粒子を溶媒に分散したアルミナゾルは粉末品にはない コーティング性能や高分散性，バインダー性能を有しており，表面コート材などとし て実用されている。しかしながら，これまでのアルミナゾル粒子の形状は柱状や毬栗 形，歪んだ球形などであり，粒子同士の密着性という点において不十分であり，緻密 な被覆面とすることは困難である。つまり，各種目的に合った性能を最大に発揮する には，粒子の形状，サイズ，結晶化度などの制御が必要である。またファイバー状ア ルミナ粒子については，その合成例は報告されているものの，繊維径が太いことと添 加物等が多いことから実用面での課題を有し，加えて詳細な物性も報告されていない のが現状である。
そこで本論文では，様々な形状のアルミナ（ベーマイト）ナノ粒子をゾルゲル法に て合成し，それら形状が部材物性に与える影響を明らかにすべく特性評価を試みた。
さらにアルミナナノファイバーについては長さの異なる合成方法を見出し，その特性 評価および部材開発として酵素固定化担体，多孔質ガス分離膜の開発を行うことを目 的とした。
本論文は六章で構成されており，その研究成果は以下のようにまとめられる。
１）様々な形状のベーマイトナノ粒子を合成し，成膜性，粒子配向性，膜の細孔径分 布，ガス透過度およびポリビニルアルコールに添加して熱膨張抑制効果を試験するこ とにより，アルミナナノ粒子の形状が粒子配向性や膜の細孔径，ガス透過度や樹脂に 添加した場合の熱膨張抑制効果に大きく影響することを見出している。
２）平均短径4nm，平均長径1000～3000nmのアルミナナノファイバーゾルの自在作製に 成功している。さらに，アルミナナノファイバーの配向性を制御することにより，粒 子がランダム配向した網目状細孔膜および長軸方向に配向したスリット状細孔膜を作 製し，粒子長がアルミナ膜物性に与える影響について明らかにしている。さらにアル ミナナノファイバーからスリット状細孔および網目状細孔を有した自立膜を作製でき ることを見出し，膜の細孔径や結晶化度などがアルミナナノファイバー粒子の粒子長
に大きく依存することを見出している。
３）網目状アルミナ自立膜を酵素固定化担体としての応用を試みたところ，吸着・固 定化性能が高く，加水分解反応でも高い活性を示し，固定化担体として十分機能する ことを見出している。
４）アルミナナノファイバーゾルおよびシランカップリング剤（3-グリシドキシプロ ピルトリメトキシシラン（GPTMS））との混合ゾル溶液を，アルミナ多孔質管上にディ ップコートおよび熱処理することによりベーマイト-GPTMS複合膜の作製に成功してい る。同膜によるイソプロピルアルコール水溶液の脱水に対して，高い水選択分離性能 を有することを明らかにしている。
以上，各種形状のベーマイトナノ粒子をゾルゲル法で合成する手法を開発し，その 特性評価によって，表面コート材，酵素固定化担体，アルコール脱水膜などに応用で きることを見出したという点において，工学的に価値あるものと認められる。なお，
本論文の研究成果は原著論文３編をはじめ多数あり，国内外における学会からも高い 評価を得ている。
本論文については，2014年2月13日に本学工学部総合研究棟講義室において，審査委 員全員の出席のもと，多数の関係者の出席のもとに公聴会が開催され，研究内容に関 する発表および質疑応答が行なわれた。その後学位審査委員会が開催され，本論文の 内容を詳細に検討した結果，論文内容の学術的意義，独創性，工学的実用性，および 将来性を高く評価した。
よって，本論文は博士（工学）の学位論文に値するものと認める。
