Takuzo Aida

Takuzo Aida
Takuzo Aida Portrait.jpg
Född
Takuzo Aida (相田 卓三, Aida Takuzō)

( 1956-05-03 ) 3 maj 1956 (66 år)
Oita , Japan
Nationalitet  Japan
Alma mater Yokohama National University , Tokyos universitet
Känd för Supramolekylära polymerer , Molekylär självmontering , Dendrimerer , Polymerkemi , Adaptiva material, Bucky geler, Aquamaterials
Vetenskaplig karriär
Fält Kemi , Supramolekylär kemi , Materialkemi , Polymerkemi
institutioner Universitetet i Tokyo
Doktorandrådgivare Professor Shohei Inoue
Hemsida park .itc .u-tokyo .ac .jp /Aida _Lab /aida _laboratory /index .html

Takuzo Aida ( 相田 卓三 , Aida Takuzō , född 3 maj 1956 i Japan ) är en polymerkemist känd för sitt arbete inom supramolekylär kemi , materialkemi och polymerkemi. Aida, som är biträdande direktör för RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS) och en framstående universitetsprofessor vid University of Tokyo , har gjort banbrytande bidrag till initieringen, grundläggande framsteg och konceptuell expansion av supramolekylär polymerisation . Aida har också varit en ledare och förespråkare för att ta itu med kritiska miljöproblem orsakade av plastavfall och mikroplast i haven, marken och livsmedelsförsörjningen, genom utvecklingen av dynamiska, lyhörda, läkbara, omorganiserbara och adaptiva supramolekylära polymerer och relaterade mjuka material.

Utbildning

Aida tog sin kandidatexamen i kolloidal vetenskap vid Yokohama National University 1979, innan hon flyttade till University of Tokyo för sin civilingenjörsexamen (1981) och doktorsexamen i ingenjörsvetenskap (1984) i polymerkemi. Han tilldelades Inoue Research Award for Young Scientists för sitt doktorandarbete, med avhandlingstiteln "Controlled Polymerization by Metalloporphyrins" under ledning av professor Shohei Inoue.

Karriär

Efter avslutade doktorandstudier utsågs Aida omedelbart till biträdande professor vid avdelningen för syntetisk kemi vid Tokyos universitet. I början av sin forskarkarriär arbetade han med utvecklingen av precisionsmakromolekylär syntes med hjälp av metalloporfyrinkomplex. 1986 var han gästforskare vid IBM Almaden Research Center . Aida befordrades till positionen som lektor 1989 och docent 1991, innan han installerades som professor vid avdelningen för kemi och bioteknik vid University of Tokyo 1996. 2022 utnämndes han till Distinguished University Professor vid Tokyos universitet.

Från 1996 till 1999 arbetade Aida som forskare i Japan Science and Technology Agency (JST) PRESTO Fields and Reactions Project. Aida utsågs till gästprofessor vid Institutet för molekylär vetenskap, Okazaki, från 1999 till 2001. Han var chef för JST ERATO AIDA Nanospace Project från 2000 till 2005 och JST ERATO–SORST Electronic Nanospace Project från 2005 till 2010. Aida var chef för RIKEN Advanced Science Institute från 2008 till 2012. Sedan 2013 har han varit biträdande direktör för RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS).

Bidrag till forskning

Aidas forskning fokuserar på supramolekylära system med unika egenskaper och funktioner. Aida är känt för sina banbrytande bidrag till framväxten och framstegen av supramolekylär polymerisation . Han rapporterade det första exemplet på denna icke-kovalenta polymerisation genom att designa ett amfifilt porfyrin som spontant bildar en 1D cofacial sammansättning i vatten som en prototyp av supramolekylär polymer. Sedan uppnådde han icke-kovalent (1) nanotubular polymerisation, (2) levande kedjetillväxt ( ringöppning ) polymerisation, (3) blocksampolymerisation, (4) stereoselektiv polymerisation och (5) termiskt bisignerad polymerisation. Han har också gjort grundläggande bidrag för att utöka omfattningen av supramolekylär polymerisation till att inkludera kedjeförökning i två och tre dimensioner. Hans arbeten har utmanat förutfattade meningar inom området supramolekylär kemi, kopplat ihop klyftor mellan konventionella och supramolekylära polymerisationer och realiserat egenskaper som är ouppnåeliga genom konventionell polymerisation. Förutom grundläggande bidrag till förståelsen av supramolekylära system, har han främjat deras utbredda användning genom att utveckla material för ett brett spektrum av tillämpningar. Aida har publicerat flera översiktsartiklar om den historiska bakgrunden och framstegen för supramolekylär polymerisation: (1) Aida, Meijer och Stupp , (2) Aida och Meijer och (3) Hashim, Bergueiro, Meijer och Aida.

1988, medan han arbetade med utvecklingen av polymerisationskatalysatorer som en icke-oberoende biträdande professor, publicerade Aida en prototyp av supramolekylär polymerisation, baserad på hans upptäckt av en katalytisk version av levande polymerisation, kallad "odödlig polymerisation". Han använde odödlig polymerisation för att syntetisera oligo(etylenglykol)-bifogat amfifilt porfyrin och bekräftade dess 1D-sammansättning i vattenhaltiga medier. Utöver detta banbrytande bidrag till supramolekylär polymerisation gjorde han en tidig upptäckt av extruderingspolymerisation inom katalysatorimmobiliserad mesoporös kiseldioxid , vilket gav kristallina polyetenfibrer med förlängd kedja . Han var också den första som upptäckte morfologiberoende energitratt i fotoexciterade dendrimerer .

Efter att ha blivit befordrad till professor, återbesökte Aida sitt arbete om supramolekylär polymerisation och demonstrerade den första homokirala (kirala självsorterande) supramolekylära polymerisationen med användning av ett cykliskt peptidmotiv som den kirala monomeren . Han syntetiserade också en amfifil version av hexabensokoronen , en "molekylär grafen", och lyckades med sin supramolekylära nanorubular polymerisation, erhålla det första elektriskt ledande supramolekylära nanoröret. Han använde sedan denna nanografenplattform för att erhålla radiella och linjära supramolekylära blocksampolymerer. De resulterande utformad för att inkludera donator/acceptor-heterojunctions och visade fotofysiska egenskaper. Denna serie banbrytande arbeten utmanade förutfattningen att supramolekylära polymerer endast är 1D-dynamiska aggregat med dålig strukturell integritet. Aida fann också att den supramolekylära polymerisationen av kirala amfifila hexabensokoroner fortskrider på en hand Detta arbete utökades ytterligare till utvecklingen av en redoxaktiv oligo( o -phenylene) helix och, tillsammans med professor Minghua Liu från den kinesiska vetenskapsakademin , spegelsymmetriska brutna spiralfibrer bestående av en akiral komponent som fungerar som en kiral ställning för övergångsmetallkatalyserade asymmetriska reaktioner . År 2014 erhöll Aida ett metallorganiskt nanorör genom supramolekylär polymerisation av en redoxaktiv ferrocenkärnad dubbeldäckare tetrapyridylmonomer och visade att detta nanorör, efter oxidation , kan skäras till gigantiska nanorörer, som sedan kan klistras på en negativt laddat glimmersubstrat eller monterat koaxiellt för att återvinna det ursprungliga nanoröret vid reduktion .

År 2015 insåg Aida det första exemplet på supramolekylär polymerisation med kedjetillväxt, där en skålformad, korannulenbaserad monomer, som gjorts icke-polymeriserbar av ett intramolekylärt vätebindande nätverk, tvingas polymerisera genom verkan av en motsvarande initiator som kan omorganisera det intramolekylära vätebindande nätverket till ett intermolekylärt . Polymerens molekylvikt är enhetlig och avstämbar genom att ändra molförhållandet monomer till initiator. Dessutom leder sekventiell polymerisation av två monomerer med detta system till väldefinierade segmentsampolymerer . Kedjetillväxten är också perfekt homokiral, även när en racemisk kiral monomer polymeriseras. När en enantiomer av en korrekt utformad kiral initiator används för polymerisationen polymeriserar endast monomeren med den föredragna enantiomera formen, vilket resulterar i 100 % enantiomer separation av den racemiska monomeren. Dessa prestationer utmanade uppfattningen att supramolekylär polymerisation alltid följer en stegtillväxtmekanism och avslöjade potentialen för supramolekylär polymerisation som ett verktyg för precisionsmakromolekylär syntes.

2017 rapporterade Aida om en konceptuellt ny, "thermally bisignate", supramolekylär polymerisation, där supramolekylära polymerer är utformade på ett sådant sätt att de bildas vid uppvärmning såväl som kylning men försvinner vid temperaturer däremellan. Detta arbete utmanade föruppfattningen att supramolekylära polymerer är mer stabila vid lägre temperaturer, medan de lätt dissocierar vid uppvärmning, vilket avslöjar nya insikter om supramolekylära polymerers dynamiska natur. En av de mest energikrävande och kostsamma processerna inom makromolekylär ingenjörskonst är lösningsbearbetning, eftersom polymerlösningar är trögflytande på grund av kedjetrassling . Termiskt bisignat supramolekylär polymerisation har potential att lösa detta universella problem inom makromolekylär teknik.

År 2021 rapporterade Aida den lösningsmedelsfria autokatalytiska supramolekylära polymerisationen av ftalocyaniner , där tvärsnittet av änden av förökningskedjan fungerar som en mall för att katalysera omvandlingen av ftalonitriler till ftalocyaniner i ett exceptionellt högt utbyte på över 80 %. Lösningsmedelsfri kemisk syntes och autokatalys är viktiga gröna teknikkoncept för hållbara material .

Aida har gjort betydande bidrag till att fylla gapet mellan supramolekylära och konventionella (kovalenta) polymerisationer och inspirerat fältet genom utvecklingen av en mängd innovativa material genom att expandera det grundläggande konceptet för supramolekylär polymerisation. Representativa exempel inkluderar

) "bucky gels", kolnanorör fysiskt tvärbundna av joniska vätskor och användningen av denna teknik för grafitexfoliering till grafen , och tillverkningen av den första metallfria sträckbara elektroniken och batteridrivna torra manöverdon för tillverkning av mobila punktskriftsenheter

(2) "vattenmaterial", mycket vattenrika (organiskt innehåll på 0,1–0,2 % för ultralågt beroende av fossila resurser ) hydrogeler som avvikande har betydande mekanisk robusthet eller geometrisk anisotropi

(3) ATP- responsiva nanorörbärare sammansatta av chaperoninproteiner , en biomolekylär maskin

(4) icke-tvärbundna fotoaktuatorer

(5) ferroelektriska kolumnformade flytande kristaller

(6) mekaniskt robust men självläkande polymerglas

(7) självläkande högtemperaturporösa organiska material

(8) optoelektriskt omskrivbara kärna-skal kolumnformade flytande kristaller med en OCH-logisk grindoperation

(9) en elastisk metall-organisk kristall med en tätt katenerad ryggrad

(10) tätt fluorerade nanokanaler med ultrasnabb vattengenomträngning och saltavstötning, bildade genom stapling av makrocykler

Hans mekaniskt robusta polymerglas som är självläkande vid omgivningstemperaturer, poly(etertiourea), är anmärkningsvärt eftersom det skingrade en långsiktig förutfattning om att polymerers mekaniska robusthet och självläkande förmåga utesluter varandra. Poly(etertiourea) visar utmärkt mekanisk robusthet ( Youngs modul E = 1,4 GPa) på grund av det täta, icke-linjära vätebindande nätverket som bildas bland tiokarbamidgrupper , även om molekylvikten är relativt liten ( M n = ~10 000 (g) /mol)). Aida presenterade detta koncept vid World Economic Forum (Davos, 2019) som ett lovande exempel på hållbara material.

Förutom sitt banbrytande bidrag till området för supramolekylär polymerisation, publicerade han framträdande artiklar om fotodrivna kirala molekylära tång som kan deformera gästmolekyler med hjälp av lätt, subnanoskala hydrofob modulering av saltbryggor i vattenhaltiga medier, och den första tunna kolnitridfilmen .

Aida leder för närvarande en grupp studenter och forskare med en mångfald av forskningsprojekt i sina labb vid University of Tokyo och vid RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS). Aktuell forskning i Aida Lab fokuserar på design och tillämpning av supramolekylära material, inklusive supramolekylära polymerer och geler, flytande kristaller och biomolekylära sammansättningar.

Prestationer och utmärkelser

Vetenskaplig produktion och professionell service

Aida har publicerat över 400 referentgranskade forskningsartiklar , recensionsartiklar och böcker, och mer än 90 av hans tidigare gruppmedlemmar har nu fasta akademiska positioner över hela världen.

Aida har suttit i styrelsen för Reviewing Editors för Science Magazine (sedan 2009), i Advisory Board för Journal of the American Chemical Society (2014–2021) och som biträdande redaktör för Journal of Materials Chemistry (2004–2006) . Han har dessutom suttit i de internationella rådgivande nämnderna för över 15 tidskrifter, inklusive executive advisory board för Giant.

Han har fungerat som teknisk rådgivare för KAO Co. Ltd. (sedan 2017) och för Mitsui Chemical (2010–2015). Han fungerar som medlem av den vetenskapliga rådgivande nämnden för Max Planck Institute for Polymer Research (sedan 2020) och som medlem i International Academic Advancement Council för South China Advanced Institute for Soft Matter Science and Technology (AISMST) (sedan 2017). Aida var medlem av den internationella rådgivande kommittén för Institute of Molecular Functional Materials vid University of Hong Kong ( 2010–2018). Han tjänstgjorde också i International Advisory Board för International Center for Materials Nanoarchitectonics vid National Institute for Materials Science, Japan (2007–2017).

Akademiska inbjudningar och medlemskap

Aida har bjudits in att hålla föreläsningar på många universitet och konferenser. Han har bland annat varit Rohm & Haas lektor (Berkeley, 2007), årlig Bayer föreläsningsserielektor (Pittsburgh, 2009; Texas A&M, 2012), Stephanie Kwolek lektor i materialkemi (Carnegie Mellon University, 2009), Merck-Pfister Lektor i organisk kemi (MIT, 2010), lektor i Novartis Seminar i organisk kemi, (University of Illinois, 2010), lektor i Toray Advanced Materials Symposium (Japan, 2011), Torkil Holm Symposium lektor (Danmark, 2012), Danish Chemical Society Opening Plenarföreläsare (Danmark, 2012), föreläsare i International Institute for Nanotechnology Symposium (Northwestern University, 2012), Van't Hoff Award-föreläsare (Nederländerna, 2013), Schmidt-föreläsare (Weizmann Institute of Science, Israel, 2016), Melville-föreläsare ( Cambridge, Storbritannien, 2017), Xuetang lektor (Tsinghua University, Kina, 2017), Peter Timms lektor (Bristol, Storbritannien, 2018), Master Distinguished lektor (Shanghai Jiao Tong University, Kina, 2019) och Dodge lektor (Yale University, 2021). Aida har hållit ett antal föreläsningar vid Gordon Research Conferences (Self-Assembly and Supramolecular Chemistry, 2013, 2019; Artificial Molecular Switches & Motors, 2015, 2017; Bioinspired Materials, 2018). Han fungerade som ordförande för Gordon Research Conference on Self-Assembly and Supramolecular Chemistry 2017. Han föreläste vid Nobelpriskonferensen för Molecular Machines (Nederländerna, 2017) och vid Wolf Prize Symposium (Israel, 2018), samt öppningsföreläsning vid ACS Spring 2021 Meeting.

Aida har varit hedersstipendiat i Indian Chemical Society (sedan 2013). Han fick ett seniorbesöksstipendium från State Key Laboratory , Fudan University (sedan 2018). Han valdes 2020 till en utländsk medlem av Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences .

Aida valdes in i National Academy of Engineering 2021 för bidrag till konstruktionen av smarta och adaptiva molekylära material med hjälp av fysisk störning av multivalenta interaktioner.

Utmärkelser

Aida har mottagit ett flertal framstående utmärkelser, inklusive Chemical Society of Japan Award for Young Chemists (1988), Society of Polymer Science Japan Award (1992), SPACC Award (1998), Wiley Polymer Chemistry Award (1999), IBM Science Award ( 1999), Nagoyamedaljen för organisk kemi: Silvermedalj (2000), Tokyo Techno Forum Award: Guldmedalj (2001), Inoue-priset för vetenskap (2005), Molecular Chirality Award (2008), Coordination Chemistry Award (2008), The Chemical Society of Japan Award (2008), The American Chemical Society Award in Polymer Chemistry (2009), Medal with Purple Ribbon (2010), Alexander von Humboldt Research Award (2011), Fujihara Award (2011), American Chemical Society Arthur K. Doolittle Award (PMSE, 2012), van't Hoff Award Lecture (2013), Leo Esaki Prize (2015), Chirality Medal (2017), Japan Academy Prize (2018), Global Outstanding Student and Mentor Award in Polymer Science and Engineering (2018), Ichimura Prize in Science for Excellent Achievement (2020), Ryoji Noyori ACES Award (2021) och Netherlands Award for Supramolecular Chemistry (2021).

Privatliv

Under sin studenttid gillade Aida att klättra i berg och spela basket och tennis . Han tycker nu om japanska varma källor , resor, djur, särskilt katter , och att spela elektrisk saxofon (Roland Aerophone AE-10).

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Takuzo_Aida&oldid=1138891359 "