鉱物の形成メカニズムに興味があり、最近は水溶液中で鉱物が溶解・成長する際のpHやイオン濃度分布変化の可視化に取り組んでいます（図）。反応する鉱物周囲の局所的な環境変化を直接観察することで、通常の化学反応式から予想されるものとは異なるイオンの挙動が明らかになってきました。この手法は、水溶液中に溶かした状態で光をあてると、イオン濃度の違いによって異なる蛍光を発する試薬を用いており、もともと生物分野の研究で発達してきたものですが、私達は独自に工夫して無機反応への適用を行ってきました。基礎的な鉱物の反応メカニズムの解明につながるだけでなく、それが環境の変化にどのような影響を及ぼしているかを定量的に理解したり、工業材料の反応性を評価することにも役立つと期待しています。

二枚貝などの海洋生物が炭酸カルシウムを主成分とする殻をつくる作用（バイオミネラリゼーション）が、地球環境における二酸化炭素の固定にどのように寄与しているかを明らかにしようとするプロジェクト「炭酸塩パラドックスの解消を目指した炭酸塩生物学」（代表：鈴木道生東京大学教授）に参画しています。従来炭酸カルシウムを作る反応（石灰化）は、カルシウムイオンと重炭酸イオンが反応し、二酸化炭素を放出してpHを低下させるものであり、炭素固定には寄与しないと認識されてきました。しかし、生体内での石灰化では、水素イオンの移動が有機物により制御されることで二酸化炭素を固定化している可能性があると私たちは考えており、実際の石灰化時におけるpH変化を観察した結果もそれを支持しています。そのメカニズムを明らかにすることにより、脱炭素社会に貢献することを目指しています。

鉱物とは天然に産する結晶のことを言いますが、結晶に関連した様々な分野と繋がりがあります。私は鉱物の形成や安定性に関する研究を行って学位を取得した後、宝石に関わる専門学校・民間企業で教育・研究に携わりました。その後工学部に移り、太陽電池に用いる結晶の成長に関する理論的研究にも従事しています。現在は、二枚貝や有孔虫、歯や骨といった生物が形成する結晶に注目し、それぞれの分野の研究者と共同研究を進めているほか、結晶形成の一番はじめにどのようなことが起こるかが一貫して興味の対象であり、量子化学分野の先生方と行った分子の重合過程のシミュレーションは今後深めていきたい課題のひとつです。学生さん達の研究テーマも多岐にわたり、新しい分野へのチャレンジを楽しみながら研究を進めています。