Updated on 2025/05/12

写真a

 
NAKAYA Masato
 
Organization
Graduate School of Engineering Energy Engineering 1 Associate professor
Graduate School
Graduate School of Engineering
Undergraduate School
School of Engineering Energy Science and Engineering
Title
Associate professor

Degree 1

  1. 博士（工学） （ 2010.3   大阪大学 ） 

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Research Interests 8

  1. 分子エレクトロニクス

  2. ナノクラスター科学

  3. 表面科学

  4. ナノエレクトロニクス

  5. 分子科学

  6. 光電変換材料

  7. 熱電変換材料

  8. 環境発電

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Current Research Project and SDGs 3

  1. ナノ空材料を用いた大気中二酸化炭素の固定化と有効利用

  2. ナノ空間材料を用いた工業廃液中の希少金属資源リサイクル

  3. フラーレンと金属酸化物の複合化による柔らかく高性能な熱電材料の開発

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Research History 9

  1. 慶應義塾大学 理工学部 特任講師（兼務）   特任講師

    2014.4 - 2014.9

    　 More details

    Country：Japan

  2. 独立行政法人 科学技術振興機構 ERATO中嶋ナノクラスター集積制御プロジェクト 研究員   研究員

    2011.4 - 2014.9

    　 More details

    Country：Japan

  3. 慶應義塾大学 理工学部 特任助教（兼務）   特任助教

    2011.4 - 2014.3

    　 More details

    Country：Japan

  4. 独立行政法人 物質・材料研究機構 NIMSポスドク研究員   研究員

    2010.4 - 2011.3

    　 More details

    Country：Japan

  5. 独立行政法人 物質・材料研究機構 NIMS研究員   研究員

    2008.4 - 2010.3

    　 More details

    Country：Japan

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Education 3

  1. Osaka University   Graduate School, Division of Engineering

    2002.4 - 2006.3

    　 More details

    Country： Japan

  2. University of Fukui   Graduate School, Division of Engineering

    2000.4 - 2002.3

    　 More details

    Country： Japan

  3. University of Fukui   Faculty of Engineering

    1996.4 - 2000.3

    　 More details

    Country： Japan

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Professional Memberships 4

  1. Society of Nano Science and Technology

    2015.4

  2. 一般社団法人 日本物理学会   会員

    2005.7

  3. 公益社団法人 日本表面科学会   会員

    2004.9

  4. 公益社団法人 応用物理学会   会員

    2000.6

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Committee Memberships 5

  1. 日本表面真空学会   2023年度学術講演会現地実行委員  

    2023.12   

    　 More details

    Committee type：Academic society

  2. 日本原子力学会   原子力学会2023年度秋季大会現地実行委員  

    2023.9   

  3. 日本原子力学会中部支部   支部幹事  

    2019.4 - 2021.3   

    　 More details

    Committee type：Academic society

  4. 公益社団法人日本表面真空学会   会誌編集員  

    2017.4   

    　 More details

    Committee type：Academic society

  5. 公益社団法人日本表面真空学会 中部支部   支部役員  

    2015.2   

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Awards 4

  1. 2020年度 日本液晶学会賞 論文賞A部門

    2020.8   一般社団法人日本液晶学会   Columnar Liquid Crystals from a Giant Macrocycle Mesogen

    河野慎一郎、宗宮伸弥、中谷真人、尾上順、田中健太郎

    　More details

    Award type：Award from Japanese society, conference, symposium, etc.  Country：Japan

    https://jlcs.jp/2020/08/12007

  2. 平成23年度 ナノプローブテクノロジー奨励賞

    2012.4   日本学術振興会 ナノプローブテクノロジー第167委員会  

    　More details

    Country：Japan

  3. 第25回応用物理学会講演奨励賞

    2009.3   応用物理学会  

    　More details

    Country：Japan

  4. Award for best presentation at IRC-NIMS summer school

    2005.7   IRC and NIMS  

    　More details

    Country：Japan

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Papers 59

  1. High-performance and anomalous thermoelectric properties of organic-inorganic nanocomposites consisting of fullerene molecules and molybdenum trioxide nanoclusters Reviewed Open Access

    Masato Nakaya, Shun Yamamoto, Takuya Kawai, Jun Onoe

    Carbon   Vol. 241   page： 120374 - 120374   2025.5

    　More details

    Authorship：Lead author,　Corresponding author   Language：English   Publishing type：Research paper (scientific journal)  

    DOI： https://doi.org/10.1016/j.carbon.2025.120374

    DOI： doi.org/10.1016/j.carbon.2025.120374

    Open Access

  2. Electrical Conduction Mechanism of Gels and Films Formed by Self-Assembled Elastin-Like Polypeptide Nanofibers: Implications for Tissue Regeneration Reviewed

    Shibata, R; Islam, MZ; Takahashi, R; Nakaya, M; Onoe, J; Sugawara-Narutaki, A

    ACS APPLIED NANO MATERIALS   Vol. 8 ( 10 ) page： 5141 - 5148   2025.2

    　More details

    Language：English   Publishing type：Research paper (scientific journal)  

    DOI： 10.1021/acsanm.4c07314

    Web of Science

  3. Structures, fundamental properties, and potential applications of low-dimensional C<sub>60</sub> polymers and other nanocarbons: a review Reviewed International coauthorship Open Access

    Onoe, J; Noda, Y; Wang, Q; Harano, K; Nakaya, M; Nakayama, T

    SCIENCE AND TECHNOLOGY OF ADVANCED MATERIALS   Vol. 25 ( 1 )   2024.12

    　More details

    Language：English   Publishing type：Research paper (scientific journal)  

    DOI： 10.1080/14686996.2024.2346068

    Open Access

    Web of Science

    PubMed

  4. Localized surface plasmon resonances of size-selected large silver nanoclusters (<i>n</i>=70-100) soft-landed on a C<sub>60</sub> organic substrate Reviewed

    Inoue, T; Mizoguchi, K; Tokita, M; Shibuta, M; Nakaya, M; Eguchi, T; Nakajima, A

    PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS   Vol. 26 ( 23 ) page： 16597 - 16602   2024.6

    　More details

    Language：English   Publishing type：Research paper (scientific journal)  

    DOI： 10.1039/d4cp01151a

    Web of Science

    PubMed

  5. Micro-/macroscopic and density functional studies of the interactions between molybdenum trioxide and C<sub>60</sub> molecule Reviewed

    Nakaya, M; Kawai, T; Watanabe, S; Onoe, J

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS   Vol. 158 ( 5 ) page： 054701-1 - 054701-7   2023.2

    　More details

    Authorship：Lead author   Language：English   Publishing type：Research paper (scientific journal)  

    DOI： 10.1063/5.0134207

    Web of Science

    PubMed

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Presentations 135

  1. プルシアンブルー薄膜の荷電状態制御による希少金属元素のリサイクル：(2) Rh収着率向上の理論解析

    北河康隆, 本城一樹, 高島将吾, 柴田果歩, 原田茉依, 中谷真人, 尾上 順

    日本化学会第105回春季年会  2025.3.26  公益社団法人日本化学会

    　More details

    Event date： 2025.3

    Language：Japanese   Presentation type：Oral presentation (general)  

    Venue：関西大学千里山キャンパス   Country：Japan  

  2. プルシアンブルー薄膜の荷電状態制御による希少金属元素のリサイクル：(3) Pdの高選択・高効率回収

    中谷真人、北河康隆、尾上 順

    日本化学会第105回春季年会  2025.3.26  公益社団法人日本化学会

    　More details

    Event date： 2025.3

    Language：Japanese   Presentation type：Oral presentation (general)  

    Venue：関西大学千里山キャンパス   Country：Japan  

  3. プルシアンブルー薄膜の荷電状態制御による希少金属元素のリサイクル：(1) イントロダクトリー

    尾上 順, 中谷真人, 北河康隆

    日本化学会第105回春季年会  2025.3.26  公益社団法人日本化学会

    　More details

    Event date： 2025.3

    Language：Japanese   Presentation type：Oral presentation (general)  

    Venue：関西大学千里山キャンパス   Country：Japan  

  4. プルシアンブルー薄膜の荷電状態制御によるセシウムイオンの選択回収

    中谷真人、Bold Nairamdakh、尾上 順

    第72回応用物理学会春季学術講演会  2025.3.15  公益社団法人応用物理学会

    　More details

    Event date： 2025.3

    Language：Japanese   Presentation type：Oral presentation (general)  

    Venue：千葉県野田市およびオンライン   Country：Japan  

  5. Thermoelectric properties of organic-inorganic nanocomposites consisting of fullerene molecules and metal oxide nanoclusters Invited International conference

    Mini-Symposium on Advanced Nanomaterials  2025.3.13 

    　More details

    Event date： 2025.3

    Language：English   Presentation type：Oral presentation (invited, special)  

    Venue：University of Bordeaux   Country：France  

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Research Project for Joint Research, Competitive Funding, etc. 4

  1. π共役系分子を構成要素とする高性能フレキシブル熱電材料の創製法の開発

    2020.4 - 2021.3

    池谷科学技術振興財団 2020年度 単年度研究助成A 

    中谷真人

    　 More details

    Grant type：Competitive

  2. ラーレン分子間結合の制御による高性能フレキシブル熱電材料の開発

    2019.1 - 2019.12

    一般財団法人熱・電気エネルギー技術財団 第26回研究助成 

    中谷真人

    　 More details

    Grant type：Competitive

  3. フラーレン低次元重合体の高性能熱電変換素子への応用

    2018.4 - 2019.3

    公益財団法人近藤記念財団研究助成金 

    中谷真人

    　 More details

    Grant type：Competitive

  4. 光電変換機能を有する分子ナノシステムのボトムアップ構築

    2016.4 - 2017.3

    第24回 公益財団法人立松財団 一般研究助成 

    中谷真人

    　 More details

    Grant type：Competitive

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KAKENHI (Grants-in-Aid for Scientific Research) 4

  1. ナノクラスター固体型高性能熱電材料の溶液原料を用いたボトムアップ創製法の開発

    Grant number：23H01708  2023.4 - 2026.3

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    中谷 真人

    　 More details

    Authorship：Principal investigator 

    Grant amount：\18980000 （ Direct Cost: \14600000 、 Indirect Cost：\4380000 ）

    近年，電子機器は「周辺に配置するモノ」から「人間が装着するモノ」に変貌しようとしており，このような人体装着型素子の実現と普及は，モノのインターネットを基盤とする近未来の安心・安全な社会を実現するための鍵である。ヒトの体温から電力を取り出す高性能熱電変換素子は，様々な人体装着型素子のワイヤレスで電池レスな電源としての利用価値が高い．本研究では，フラーレン分子と金属酸化物ナノクラスターを溶液中で複合化させることで「ナノクラスター集積固体」と呼ばれる新材料群を創製し，高性能熱電変換素子を大量生産するための基盤技術を開発する．

  2. ナノクラスター固体型高性能熱電材料の溶液原料を用いたボトムアップ創製法の開発

    Grant number：23K26401  2023.4 - 2026.3

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    中谷 真人

    　 More details

    Authorship：Principal investigator 

    Grant amount：\18980000 （ Direct Cost: \14600000 、 Indirect Cost：\4380000 ）

    近年，電子機器は「周辺に配置するモノ」から「人間が装着するモノ」に変貌しようとしており，このような人体装着型素子の実現と普及は，モノのインターネットを基盤とする近未来の安心・安全な社会を実現するための鍵である。ヒトの体温から電力を取り出す高性能熱電変換素子は，様々な人体装着型素子のワイヤレスで電池レスな電源としての利用価値が高い．本研究では，フラーレン分子と金属酸化物ナノクラスターを溶液中で複合化させることで「ナノクラスター集積固体」と呼ばれる新材料群を創製し，高性能熱電変換素子を大量生産するための基盤技術を開発する．
    本研究では、フラーレンと金属酸化物ナノクラスターからなる複合薄膜を溶液原料から作製する方法論を開発し高性能熱電材料へ応用することを目的としている。2023年度は、試料作製のための設備の準備や基礎データの取得および評価方法の検討を進めた。
    N-メチル-2-ピロリドンを溶媒としてフラーレン粉末を溶解させることでフラーレン原料溶液を調製し、これを雲母基板へドロップキャストおよびスピンコートすることでフラーレン薄膜を作製した。スピンコート法では、試料全面（1.5 cm×2.5 cm）に均一な薄膜を形成できたが、電気特性および熱電特性の計測に必要な厚さ（約100 nm以上）の薄膜を形成することは困難であることが分かったので、今後はよりフラーレンの溶解度が大きな溶媒を使用した高濃度フラーレン溶液を原料とした製膜が必要である。また、多段階ドロップキャスト法により成膜した場合は、電気特性および熱電特性の測定が可能な薄膜を作製することができた。この方法では、膜厚の均一性が劣るものの乾燥プロセスの高速化などで改善できる可能性を見出した。また、金属酸化物ナノクラスターの原料溶液として三酸化モリブデンからなるポリオキソメタレート(POM)を形成する準備も進めた。今後は、適切なPOM溶液をフラーレン溶液と混合させ、混合溶液をドロップキャスト／スピンコートすることで複合膜を作製する方法を検討する。
    さらに、複合薄膜の構造および化学状態の評価方法としてX線吸収微細構造分光法（XAFS）を検討した。三酸化モリブデンとフラーレンの真空共蒸着法によって複合膜を作製しXAFS測定を行ったところ、サイズ約1 nmの三酸化モリブデンナノクラスターがフラーレン薄膜中に分散しP型ドーパントとして機能していることを示す結果が得られた。今後はXAFSを溶液原料から作製した複合薄膜の評価方法として利用する。
    本研究では、フラーレンと金属酸化物ナノクラスターからなる複合薄膜を溶液原料から作製する方法論を開拓し高性能熱電材料群の開発に資することを目的としている。2023年度はフラーレン溶液および金属酸化物ナノクラスター溶液の調製・準備を進めた。N-メチル-2-ピロリドンを溶媒としてフラーレン粉末を溶解させることでフラーレン原料溶液を調製し、これを雲母基板上へ多段階ドロップキャストすることで電気特性および熱電特性の計測が可能な薄膜を形成できることを見出した。金属酸化物ナノクラスターの原料溶液として三酸化モリブデンからなるポリオキソメタレート(POM)を形成する準備も進めた。また、真空蒸着法で作製した複合膜をX線吸収微細構造分光法（XAFS）で評価したところ、サイズ約1 nmの三酸化モリブデンナノクラスターがフラーレン薄膜中に分散しP型ドーパントとして機能していることを示す結果が得られた。この知見は、溶液原料から作製した複合薄膜内部の金属酸化物ナノクラスターの構造および化学状態を評価する方法としてもXAFSが有効であり、XAFSを活用することで、優れた熱電特性を示す複合膜の作製条件を効率的に探索できることを示している。
    以上から本年度は、当初の研究計画と照らし合わせて良好な進捗が得られたものと考えられる。
    フラーレンと金属酸化物ナノクラスターからなる複合薄膜を溶液原料から作製する方法論を開拓するために、2024年度は下記の2種類の方法を基にした複合膜形成を本格化し、複合薄膜の構造、電気特性、および熱電特性の評価を進める。
    （1）金属酸化物をターゲットとしたマグネトロンスパッタによってイオン液体内へ金属酸化物ナノクラスターを分散させ金属酸化物ナノクラスター溶液を作製し、フラーレンが溶解した有機溶媒と混合させることで原料溶液の作製を目指す。
    （2）モリブデンやタングステンの酸素酸の脱水縮合反応によりナノクラスター［ポリオキソメタレート(POM)］を溶液中で合成できることが知られており、水を溶媒とする場合は、POMのサイズや構造を溶液のpH、濃度、溶液温度などで制御可能である。この知見を利用して、金属酸化物ナノクラスター含有溶液を液相合成によって調製し、フラーレン溶液と混合させることで原料溶液を作製することも並行して進める。
    以上の混合溶液を基板上へドロップキャスト/スピンコートすることで複合薄膜を作製し、ドメイン構造や分子配列構造を原子間力顕微法および走査トンネル顕微法によって分子スケールで詳しく調べる。熱電特性の評価については、これまで研究代表者らは、薄膜上に幅数μm間隔で形成した金属電極を局所加熱することで, 薄膜試料のゼーベック係数をマイクロスケール評価することに成功しており、本研究でもこの方法を利用することで薄膜のゼーベック係数を評価する。また、X線吸収微細構造分光法（XAFS）によって複合膜中の金属酸化物の化学状態や配位構造を調べると共に、 膜中に分散した金属酸化物ナノクラスターとフラーレンとの電子的相互作用を紫外光電子分光法（UPS）によって系統的に明らかにする。

  3. Formation and application of nanocluster-assembled materials composed of carbon- and metal-oxide-nanoclusters

    Grant number：20H02463  2020.4 - 2023.3

    Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    Nakaya Masato

    　 More details

    Authorship：Principal investigator  Grant type：Competitive

    Grant amount：\18330000 （ Direct Cost: \14100000 、 Indirect Cost：\4230000 ）

    High performance flexible thermoelectric (TE) conversion devices have been expected to be power sources for enormous number of wearable sensors for future internet-of-things (IoT). Although the fullerene C60 film is one of candidates of novel flexible TE materials because of its giant Seebeck coefficient (S > 100 mV/K) at room temperature, improvement of its very low electrical conductivity (σ < 10-6 /Ωcm) is required for practical use. However, it is generally difficult to realize TE materials exhibiting large values of both S and σ simultaneously owing to the trade-off relationship between them in conventional materials.
    In this research project, it has been demonstrated for the first time that the novel high performance TE thin film was created by assembly from C60 molecules and molybdenum trioxide nanoclusters. This nanocluster-assembled thin film exhibited excellent thermoelectric power factor that is 100 times larger than that of C60 film.

  4. Formation of high-performance thermoelectric materials by control of intermolecular chemical bonds between functional molecules

    Grant number：19K22049  2019.6 - 2021.3

    Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

    Nakaya Masato

    　 More details

    Authorship：Principal investigator  Grant type：Competitive

    Grant amount：\6370000 （ Direct Cost: \4900000 、 Indirect Cost：\1470000 ）

    High performance and flexible thermoelectric (TE) conversion devices are expected to be power sources for enormous number of wearable devices for future Internet-of-Things (IoT). Although a fullerene C60 film is one of candidates of novel flexible TE materials because of its giant Seebeck coefficient (S > 100 mv/K) at around room temperature, improvement of its very low electrical conductivity (σ: ~10-5 Ω-1cm-1) is required for practical use. However, it is generally difficult to realize TE materials exhibiting large values of both S and σ simultaneously owing to the trade-off relationship between them in bulk materials.
    In this research project, I demonstrated that the σ is improved with maintaining a giant S for the C60 film by formation of intermolecular covalent bonds between adjacent C60 molecules. This is the novel methodology for control of TE property of organic semiconductors.

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Industrial property rights 4

  1. セシウム収着装置, セシウム収着システムおよびセシウム収着方法

    尾上　順, 中谷真人

    　More details

    Applicant：名古屋大学

    Application no：特願2024-151798  Date applied：2024.9

  2. パラジウムイオンの分離方法

    尾上　順, 中谷真人, 杉山　崇

    　More details

    Applicant：名古屋大学、中部電力株式会社

    Application no：特願2024-128192  Date applied：2024.8

  3. 固体素子構造とそれを使用した電気・電子素子及び電気・電子機器

    中山知信, 中谷真人, 塚本茂, 青野正和

    　More details

    Patent/Registration no：特許登録第5205670号  Date registered：2013.3 

    Country of applicant：Domestic  

  4. 記録媒体とそれを用いた記録装置、情報の記録及び消去方法

    中谷真人, 中山知信, 青野正和

    　More details

    Patent/Registration no：特許登録第5493210号  Date registered：2014.3 

    Country of applicant：Domestic  

To the head of Industrial property rights.▲
 

Teaching Experience (On-campus) 16

  1. First Year Seminar A

    2021

  2. エネルギー理工学基礎特論

    2020

  3. エネルギー理工学輪講B

    2020

  4. エネルギー理工学輪講A

    2020

  5. 卒業研究B

    2020

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Social Contribution 7

  1. 第23回日本表面真空学会中部支部学術講演会 実行委員

    Role(s)：Planner,　Organizing member

    日本表面真空学会中部支部  第23回 日本表面真空学会中部支部学術講演会  2023.12

  2. 2023年日本表面真空学会学術講演会 現地実行委員

    Role(s)：Planner,　Organizing member

    日本表面真空学会  2023年度学術講演会  2023.10 - 2023.11

  3. 日本原子力学会2023年度秋の大会 現地実行委員

    Role(s)：Organizing member

    日本原子力学会  日本原子力学会2023年度秋の大会  2023.9

  4. 第22回日本表面真空学会中部支部学術講演会 実行委員

    Role(s)：Planner,　Organizing member

    日本表面真空学会中部支部  2022.12

  5. 2022年度日本表面真空学会中部支部研究会 実行委員

    Role(s)：Planner,　Organizing member

    日本表面真空学会中部支部  2022年度日本表面真空学会中部支部研究会  2022.11

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Academic Activities 2

  1. 日本原子力学会中部支部支部幹事

    Role(s)：Planning, management, etc.

    日本原子力学会中部支部  2019.4 - 2020.3

    　More details

    Type：Academic society, research group, etc. 

  2. 公益社団法人日本表面真空学会中部支部 支部役員

    Role(s)：Planning, management, etc.

    日本表面真空学会中部支部  2015.2

    　More details

    Type：Academic society, research group, etc. 

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