共生機能材料学研究室 - 摂南大学理工学部 生命科学科

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共生機能材料学研究室

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教員名・職位　瀬溝 人生 助教

研究テーマ：生体材料を用いた自然界と共存できる新しいエネルギーの創製
研究分野：生体高分子応用学
研究のキーワード：生体由来物質、エネルギーデバイス、プロトン生成・伝導

研究内容：HP用研究紹介図_semizo.jpg我々の身の周りにはたくさんの最先端技術があり、その技術により我々は数多くの恩恵を受けています。特に、可搬性や携帯性を可能にする技術が急速に発展し、携帯性のある製品は我々一人一人の生活に非常に便利な環境を提供しています。この背景には、生活用品、電子素子、電化製品などの身近なものを構成している物質が、硬くて重い無機物質から軽くて柔らかい携帯性に優れた有機高分子物質へと変化したことにも起因します。しかしながら、最近では、廃棄されたプラスチックが生む「マイクロプラスチックによる環境汚染」が問題視されており、有機合成高分子を代替できる新しいマテリアルの出現が望まれています。特に、2019 年 6 月に大阪で開催された大阪サミット G20 では、廃棄プラスチック問題を 2050 年までに解決するといった合意事項が提示されました。

　よく知られているように、生物にはさまざまな機能があり、近年ではこれらの機能が分子レベルで明らかにされています。それゆえ、この生物の機能を外部へ取り出しマテリアルとして利用できれば、生体高分子が有機合成高分子にかわる次世代マテリアルとなります。

　そこで我々は、この次世代エネルギーである燃料電池の心臓部である「電解質膜」と「水素燃料」へつながる新しい生体由来物質を探索し、研究しています。これまで、コラーゲン、キチンそしてDNAなどが、高い水素イオン伝導性をもち、燃料電池電解質となることを明らかにしています。さらに、水素燃料源として、生物特有の光合成反応や酵素反応によって生成される水素イオン（プロトン）を利用できることも明らかにしています。

　このように、本研究室では、生体材料を用いた自然界と共存できる新しいエネルギーの創製を行っています。特に、次世代のエネルギーとして期待されている燃料電池を生体高分子によって実現し、新しい共生エネルギーの開発をめざしています。

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業績

学術論文
  1. Hitoki Semizo, Ryusei Yabu, Yamato Ohgishi, Haruka Kai, Hitoshi Nishimura and Yasumitsu Matsuo "Proton Conduction in Gly-X (X = Ser, Ser-Gly-Ser) and GS50" Bioengineering, 2023, 10(10), 1223
  2. Hitoki Semizo, Ryusei Yabu, Haruka Kai, Yamato Ohgishi, Yasumitsu Matsuo,"Hydration and proton conductivity in the Gly-Pro crystal"Chemical Physics, Volume 573, 1 September 2023, 112022
  3. Hitoki Semizo, Ryusei Yabu and Yasumitsu Matsuo, "Proton generation using chitin-chitinase and collagen-collagenase composites" Journal of Composites Science（J. Compos. Sci.） 2022, 6(6), 166

  4. 瀬溝人生、松尾康光、川上比奈子, 光バイオ燃料電池でつなぐ融合型基礎実験の開発, 工学教育, 70-4 (2022)）

  5. 瀬溝人生, 松尾康光, バイオポリマー"キチン"における酵素を利用したキャリア生成, 融合科学研究所論文集, 7(1), 27-35 (2022)
解説

著書

海外および国際学会発表
  1. Yamato Ohgishi, Hitoki Semizo, Ryusei Yabu, Yasumitsu Matsuo. "Anisotropic proton conduction in Gly-X (X: Pro, Ser)." 21st Solid State Proton Conductors (SSPC-21), Fukuoka, 2023, September.
  2. Hitoki Semizo, Hitoshi Nishimura, Yasumitsu Matsuo. "Proton Conductivity in Hydrated Dipeptides Crystal Gly-Ser and Gly-Pro." 23rd International Conference on Solid State Ionics (SSI-23), USA, 2022, July.
  3. Hitoki Semizo, Hitoshi Nishimura, Yasumitsu Matsuo. "Hydration and proton conductivity of dipeptide crystals (Gly-Ser)." 20th Solid State Proton Conductors (SSPC-20), Online, 2020, September.
  4. Hitoki Semizo, Yoshiaki Nishiya, Yasumitsu Matsuo. "Characteristics of BiofuelCell using Enzyme Reaction." 21st International Conference on Solid State Ionics (SSI-21), Italy, 2017, June.
  5. Saki Ito, Hitoki Semizo, Yasumitsu Matsuo. "Hydration and Proton Transfer in DNA-M (M=H, Li, Na)." 20th International Conference on Solid State Ionics (SSI-20), USA, 2015 July.
国内学会発表
  1. 都藤 晴香, 鷲尾 直子, 大島 晴良, 瀬溝 人生, 松尾 康光. "PSⅡ燃料電池における燃料組成と発電特性" 第8回摂南大学融合科学研究所講演会, 2024年2月.
  2. 瀬溝 人生, 籔 龍世, 大岸 耶真人, 西村 仁, 松尾 康光."Gly-Xにおけるプロトン伝導のパーコレーションと次元性"第49回固体イオニクス討論会, 2023年11月.
  3. 瀬溝 人生, 籔 龍世, 大岸 耶真人, 松尾 康光. "アミノ酸ペプチド（Gly-Pro,Gly-Ser）のプロトン伝導" 第24回超イオン導電体物性研究会, 2023年6月.
  4. 大岸 耶真人, 籔 龍世, 瀬溝 人生, 松尾 康光. "グリシルセリンペプチドにおけるプロトン伝導" 日本物理学会2023年春季大会, 2023年3月.
  5. 籔 龍世, 瀬溝 人生, 大岸 耶真人, 松尾 康光. "Gly-Pro における水和とプロトン伝導" 第7回摂南大学融合科学研究所講演会, 2023年2月.
  6. 籔 龍世, 瀬溝 人生, 松尾 康光. "加水分解酵素を用いたプロトン生成" 日本物理学会2022年秋季大会, 2022年9月.
  7. 瀬溝 人生, 甲斐 美花, 西村 仁, 松尾 康光. "アミノ酸ジペプチドにおけるプロトン伝導" 電気化学会第89回大会, 2022年3月.
  8. 瀬溝 人生, 甲斐 美花, 西村 仁, 松尾 康光. "ジペプチド(Gly-Ser)における水和とプロトン伝導" 第47回固体イオニクス討論会, 2021年12月.
  9. 古関 智樹, 寺西 翔太朗, 瀬溝 人生, 松尾 康光. "バイオマテリアルを利用した新規無加湿プロトン伝導体の創製" 摂南大学融合科学研究所第６回研究講演会, 2021年11月.
  10. 瀬溝 人生, 甲斐 美花, 西村 仁, 松尾 康光. "グリシルセリンペプチドの水和とプロトン伝導" 第73回日本生物工学会大会, 2021年10月.
  11. 瀬溝人生, 川上比奈子, 松尾康光. "光バイオ燃料電池でつなぐ融合型基礎実験の開発－理工学系全分野で応用可能な新規融合型総合実験－" 第69回年次大会・工学教育研究講演会, 2021年9月.
  12. 杉山 葵, 堤 丈瑠, 岩橋 暁成, 瀬溝 人生, 松尾 康光. "PSⅡ燃料電池におけるアノード特性評価" 日本物理学会第76回年次大会, 2021年3月.
  13. 古関 智樹, 瀬溝 人生, 松尾 康光. "コラーゲン-HAp複合体のHAp含有量とプロトン伝導性" 日本物理学会2020年秋季大会, 2020年9月.
  14. 古関 智樹, 瀬溝 人生, 松尾 康光. "コラーゲンのハイドロキシアパタイト含有量とプロトン伝導" 日本物理学会第75回年次大会, 2020年3月.
  15. 古関 智樹, 瀬溝 人生, 松尾 康光. "ハイドロキシアパタイト-コラーゲン複合体の無加湿プロトン伝導" 第45回固体イオニクス討論会, 2019年11月.
  16. 古関 智樹, 瀬溝 人生, 松尾 康光. "バイオポリマーを利用した電子デバイスの創製" 第5回摂南大学融合科学研究所講演会, 2019年10月.
  17. 古関 智樹, 瀬溝 人生, 松尾 康光. "ハイドロキシアパタイト含有生体高分子のプロトン伝導" 日本物理学会2019年秋季大会, 2019年9月.
  18. 高橋 佑輔, 瀬溝 人生, 川端 隆, 松尾 康光. "生体高分子キチン・キトサンを電解質としたダイレクトエタノール型燃料電池の創成と発電特性" 日本物理学会第74回年次大会, 2019年3月.
  19. 瀬溝 人生, 西矢 芳昭, 松尾 康光. "加水分解酵素を用いたプロトンソースの可能性" 日本物理学会2018年秋季大会, 2018年9月.
  20. 瀬溝 人生, 西矢 芳昭, 松尾 康光. "酵素によるプロトンソースの生成とバイオセンサーへの応用" 第2回有機・バイオイオニクス研究会・第69回固体イオニクス研究会, 2018年3月.
  21. 瀬溝 人生, 西矢 芳昭, 松尾 康光. "酵素反応を利用したプロトン輸送とデバイスへの応用" 第43回固体イオニクス討論会, 2017年12月.
  22. 瀬溝 人生, 西矢 芳昭, 松尾 康光. "酵素の加水分解反応によるプロトン生成" 第20回超イオン導電体物性研究会, 2017年7月.
  23. 瀬溝 人生, 横山 千尋, 西矢 芳昭, 松尾 康光. "電極における酵素によるプロトン生成反応" 日本物理学会第72回年次大会, 2017年3月.
  24. 瀬溝 人生, 西矢 芳昭, 松尾 康光. "酵素反応とバイオ燃料電池" 日本物理学会2016年秋季大会, 2016年9月.
  25. 瀬溝 人生, 西矢 芳昭, 松尾 康光. "酵素を用いた燃料電池の作製" 第19回超イオン導電体物性研究会, 2016年6月.
  26. 瀬溝 人生, 西矢 芳昭, 松尾 康光. "グルコースヒドロゲナーゼを触媒に用いた全バイオ燃料電池の特性評価" 第71回日本物理学会年次大会, 2016年03月.
  27. 瀬溝 人生, 西矢 芳昭, 松尾 康光. "酵素を触媒に用いた全バイオ燃料電池の創製と性能評価" 第41回日本固体イオニクス討論会, 2015年11月.
  28. 伊藤 沙季, 瀬溝 人生, 木村 豪志, 松尾 康光. "難水溶性DNA-M (M=H, Li, Na)の水和とプロトン輸送" 日本物理学会第 70 回年次大会, 2015年3月.
  29. 伊藤 沙季, 川端 隆, 横山 千尋, 瀬溝 人生, 松尾 康光. "DNA－M (M =H, Na, Li) の配向性とプロトン輸送" 第40回固体イオニクス討論会, 2014年11月.
  30. 伊藤 沙季, 川端 隆, 横山 千尋, 瀬溝 人生, 松尾 康光. "DNA-M (M=H, Li, Na)のイオン輸送" 日本物理学会2014年秋季大会, 2014年9月.
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