Nagoya Institute of Technology

 Hashimoto Laboratory

   名古屋工業大学 生命・応用化学科/工学専攻生命・応用化学系プログラム



 石炭火力発電所から排出されるフライアッシュやキラ土(有用鉱物資源抽出後の残土)などの産業廃棄物、さらには火山灰や天然鉱物などの未利用資源から、 アルカリ刺激(活性化)固化による不焼成セラミックス「ジオポリマー」の研究開発を行っています。特にジオポリマーの研究では、2次製品ではあるものの、 従来数日から1週間程度必要とした固化時間において、原料から3時間で所望の形状ジオポリマー固化体を製造する「ウォームプレス法」を開発しました。 このウォームプレス法は、ジオポリマー以外の水酸化物や炭酸化物の緻密固化にも適用でき、得られた固化体は地殻の緻密鉱物形成を模倣して固化体を作製するという意味で 「ジオミメティックセラミックス」と呼び、その新規作製と物理化学的特性評価に取り組んでいます。
加えて、高温構造材料(耐火物)の開発研究として、 新規複合炭化物(MAXフェーズ相を含む)の合成とそのキャラクタリゼーション、およびアルミナやジルコニアなどの 高気孔率断熱骨材の開発研究を企業や他の研究機関と 共同で行っています。その他、現在は中止していますが、アスベストの無害化の開発も興味の対象です。
特にジオポリマーの研究では、 ウォームプレス法による短時間で緻密ジオポリマーを作製する以外に、他の粉末を無焼成で固める固化剤(バインダー)としての適用、 ジオポリマーの耐酸性材料や耐火物としての活用、天然鉱物の発色に倣ったジオポリマーの新規着色方法の開発、さらには金属イオンでイオン交換した ジオポリマーから 金属イオンの脱着反応による抗菌性の発現の研究も行っています。つまり、本研究室では、室温、高温を問わず環境に やさしい構造用セラミックス材料のあり方を探求しています。

Overview of Research (Themes) at Hashimoto Laboratory

At Hashimoto Laboratory, we are researching and developing unfired ceramic geopolymers produced by the alkali-stimulated (activated) solidification of industrial waste, such as fly ash discharged from coal-fired power plants and Kira-soil (the waste soil remaining after useful minerals have been extracted), as well as unused resources such as volcanic ash and natural minerals. In particular, despite being a secondary product, we have developed the technology for a "warm press method" for producing a solidified geopolymer with a specified shape in three hours from the raw material stage, whereas the curing time used to take between several days and one week. This "warm press method" can also be applied to the dense solidification of substances other than geopolymers, such as hydroxides and carbonates. The resulting solidified substances are called "geomimetic ceramics" because their manufacture imitates the formation of dense minerals in the earth's crust, and we are currently working on manufacturing these substances and evaluating their physicochemical characteristics. Additionally, in the R&D of high-temperature structural materials (refractories), we are working jointly with businesses and other research institutions to synthesize and characterize new complex carbides (including MAX phases), as well as high-porosity insulating aggregates such as alumina and zirconia. Other subjects of interest are the detoxification of asbestos (although this is currently on hold). In geopolymer research, besides the rapid manufacture of dense geopolymers using the warm press method, we are also researching the application of geopolymers as binders for hardening other powders without firing, the use of geopolymers as acid-resistant materials and refractories, the development of new methods for coloring geopolymers that imitate the coloring of natural ores, and the manifestation of antibacterial properties through desorption of metal ions from geopolymers that have been ion-exchanged with metal ions. In short, at Hashimoto Laboratory, we are exploring both ambient- and high-temperature, environmentally-friendly structural ceramics.





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