Home取材日：2025年2月20日
人间社会科学研究科の堀田実杜さんにお话を伺いました。
堀田さんは、令和4年8月に広岛大学女性科学技术フェローシップ制度の理工系女性惭2奨学生に採用され、令和5年度からは理工系女性リサーチフェローとして支援を受けています。また、令和7年度からは、日本学术振兴会の特别研究员に内定されています。
今回は、堀田さんに、博士课程后期で実施している研究や生活の様子など、様々なお话を伺ってきました。(记载の情报は取材时点のものです。)
博士课程后期の研究内容について
堀田さんの研究内容について教えてください！
热分析分野の基础的研究と、主に高等学校化学で用いる教材开発を目指す化学教育分野の研究を行っています。基础的研究により得られた知见を基にして、教材开発を行うことを目指していて、现在は、环境问题の解决策として注目されている科学技术の中で「颁补-濒辞辞辫颈苍驳システム」に着目し、実用化に向けた基础的研究と、教材化に向けた教育研究を行っています。
「颁补-濒辞辞辫颈苍驳システム」とは、炭酸カルシウムの热分解と酸化カルシウムの炭酸化の可逆反応を、エネルギー贮蓄技术と二酸化炭素吸着?分离技术に活用することによって、エネルギーの効率的利用と温室効果ガス削减の両面に役立てることが期待される技术です。炭酸カルシウムは贝殻や鉱物などとして地球上にありふれた素材であること、理论的には有害ガスを発生することなく繰り返しエネルギー贮蓄に利用できる点で优れた科学技术であると言えますが、一方で、実际には繰り返し利用すると効率が低下する现象が确认されており、実用化に向けては関係する化学反応の特徴をより详细に明らかにする必要があります。
私の研究室では、热重量测定という加热による试料の质量変化を测定する手法によって反応速度データを取得し、速度式に基づき解析することで固体の反応挙动の详细を明らかにする研究を行っています。私はこれまで、炭酸カルシウムの热分解と酸化カルシウムの炭酸化をはじめとした気体－固体系の可逆反応について、反応温度や気体雰囲気条件による反応経路や反応速度の変化の特徴を调べてきました。また、反応速度の変化の様子と、反応による试料の形态変化の観察结果から、试料の表面での反応と内部での反応を区别して扱い、それぞれの热力学的及び速度论的特徴を调査しました。さらに、反応进行に伴う反応速度の変化を、反応の进行度、反応温度、及び反応雰囲気中に含まれる気体分圧の関数として表すことにより、多様な条件下での反応挙动を予测することを可能にしてきています。
これらの成果により明らかになった反応の热力学的及び速度论的特徴は、実験教材を开発する上での実験条件の决定にも役立つものです。「颁补-濒辞辞辫颈苍驳システム」を理解し探究するためには、反応速度、热化学、及び化学平衡の内容を结びつけて理解する必要があります。そこで、このうち热化学と化学平衡を结びつけて理解することを目指した高校化学の教材として、硫酸の酸解离を素材とした学习プログラムの开発と教育実践を行いました。また现在は、基础研究の成果を基に、固体と気体の関与する可逆反応の特徴を探究するための実験教材の开発に向けて、试行错误しているところです。
このテーマを选ばれた背景を教えてください。
高校3年まで苦手だった物理が、ある先生との出会いをきっかけに好きになったという経験があり、それで一时は教员の道を志していました。そうした理由から教育研究もやってみたいと思っていたこと、高校で选択していた物理や化学分野での研究を希望していたことなどの理由で、物理化学分野の基础的研究と化学教育研究を両立している今の研究室を选択しました。そして先辈が行っていた鉱物や贝殻などの自然由来の炭酸カルシウムの热分解反応について基础的研究の手伝いをする过程で、指导教员から「颁补-濒辞辞辫颈苍驳システム」についての话を闻き、その実用化に向けた基础的研究と、教材の素材として活用する教育研究の着想を得て、研究テーマとしました。この分野では基础的研究と教育研究をリンクさせて进めるということがまだあまり盛んではないので、そこを担っていけたら良いと思っています。
研究の面白さについて教えてください。
実験で得られたデータを解析してみたら、きちんと予想通り直线に乗ったり、文献値と合ったときなどは、达成感があります。また、学会発表などの场で他の研究者や学生と议论したり、コメントをもらったりするときも楽しいなと感じます。
堀田さんが研究を行う様子
博士课程后期の生活について
毎日のスケジュールについて教えてください。
朝は10时顷に研究室に来て、帰るのは18时顷です。夜、解析や资料作成などの作业を自宅で行います。週に1回、研究室全体で进捗报告を行っていて、それ以外に週に1?2回、个别に指导教员と面谈し、研究の相谈などをしています。
热重量测定は条件にもよりますが、1时间から长くて20时间程度必要で、测定を待っている间に他の作业や解析を进めるという流れです。必要に応じて电子顕微镜での试料の観察や、齿线解析、赤外分光法などの装置を使った実験を并行して行っています。
教材系の研究では、どういう条件で実験を行ったら期待どおりのデータが得られるのかを考察したり、理科室にあるような器具で期待どおりの実験结果が得られる条件は何かを模索しながら実験を行います。その上で授业の流れを考えてワークシートや笔辞飞别谤笔辞颈苍迟の资料を作成し、今のところは大学生を相手に授业を行ってみて、どれだけ理解できたか、実験がうまく行ったかを评価しています。
気分転换はどうされていますか？
実験や研究が行き詰まったときは、たまに一人でカラオケに行ったりしますが、モチベーションが上がらない场合は、あまり头を使わなくてもできる解析をしたりしています。それに、博士课程前期まで一绪だった他の研究室のメンバーと会うと、モチベーションが上がります。
趣味はピアノや登山、ゲームですが、最近あまり时间がとれていません。休日は家族や友人とショッピングに行ったり、家でのんびり过ごしています。また、ここ最近は手芸に兴味があって、まとまった时间があれば缝物や编み物をしています。
研究室の雰囲気はどんな感じですか？
构成としては学部3年が3人、4年が4人、博士课程前期1年が1人、2年が2人で、博士课程后期は私だけです。私の研究室は、基本的には先辈が后辈を指导するスタイルで、今は私が一番上なので、后辈に教えたりすることもあります。
博士课程后期への进学について
博士课程后期への进学を决めたきっかけを教えてください。
亲も研究者で、周りに研究者がいるという环境だったこともあり、元々漠然と研究职に対して兴味や憧れはあったのですが、博士课程前期2年の春までは博士课程前期を修了したら就职するつもりでいました。しかし、当时进めていた研究が修了までに満足な形で终わりそうになかったことや、指导教员の勧めもあり、6月には进学を决意しました。経済的不安が大きかったので、女性科学技术フェローシップ制度の存在も进学を决めた理由の１つです。
进学について、不安はありましたか？
亲は、研究者として実情を知っているがゆえに、あまり賛成してはいませんでした。それに先ほど言ったとおり、経済的な面でも不安がありました。それでも、自分が高校の先生だったとして、教え子から「博士课程后期に进学する」と言われたら羡ましく感じるだろうなと思い、进学しようという気持ちになりました。挑戦しなかったことを后悔したくはなかったということです。&苍产蝉辫;
将来のキャリアパスについて
将来はどのようなキャリアパスを考えていますか？
できればアカデミアで今までやってきた理科教育と基础的研究を継続してやっていけたらいいなと思っています。公司への就职も考えましたが、私の场合は教育にも携わりたいので、そうなると大学が候补になるのかなと思います。
女性科学技术フェローシップ制度について
女性科学技术フェローシップ制度に採択されるまでの準备について教えてください。
博士课程后期に进学すると决めたのが遅かったため、学振の顿颁1の募集期限はもう过ぎていました。そうなると女性科学技术フェローシップ制度が最有力なので、申请书の作成はかなり顽张った记忆があります。幸い论文は几つか执笔していたので、申请书に力を入れました。
(注：堀田さんが女性科学技术フェローシップ制度に応募された时の応募缔切は、博士课程前期2年の6月でした。)
女性科学技术フェローシップ制度についてコメントがあれば、お聞かせください。
博士课程后期に进む场合、経済的自立が必要だったため、この制度がなければ进学はもっと迷ったと思います。生活费や授业料に充てられる研究専念支援金はもちろんですが、研究费が支给されるのはとてもありがたく感じました。特に昨年度、研究费を利用して海外での国际学会に参加できたことはとても刺激になり、贵重な経験でした。
后は、制度について目に触れる机会がもっとあれば良いなと思うことはあります。これまで何度か研究内容を発表する机会がありましたが、フェローシップ採用者以外の参加が少なく、発表している内容が外部へ発信できているかは分からないなと感じました。
理工系に进学する女性を増やすために思うことはありますか？
私は高校时代から周りに理系の女子が多かったので、あまり感じなかったのですが、実际学会に行ってみると女性の数は少ないです。やはり女性の数が少ないところに乗り込んでいくのはハードルが高いと思うので、今いる女性がもっと活跃をアピールすれば、少しはそのハードルを下げることができるのかも知れません。
博士课程后期を目指す学生へのメッセージ&苍产蝉辫;
もし学部生の自分にアドバイスができるとしたら、どんなことを伝えますか？
私は学部3年ぐらいまでは物理を専门にしようと思っていて、物理の研究室にも行ったのですが、基础研究がしたくて今の研究室に移ってきました。今振り返ると、物理というひとつに缚られることなく、もっと视野を広げて色々勉强しておけば良かったと思っています。
それから英语を使う机会が想像以上に多いので、英语はもっと勉强しておくべきでした。例えば国际学会に参加する际、発表する内容は事前に英语で準备ができますが、それ以外の会话になると上手くコミュニケーションが取れず悔しい思いをすることも多いです。
最后に、博士课程后期を目指す学生たちにメッセージをお愿いします！
进学にあたって能力という点を気にすることもあるかと思いますが、成长したいという気持ちがあれば、いずれ力は付いてくるので、今の能力はあまり気にしなくてもよいと思います。
それに博士课程で研究を続けていると世界が広がります。私の场合は、それまであまり海外に行ったことはなかったのですが、学会という场所に足を运ぶ机会ができ、海外で色々な人に出会えたことが、研究を顽张ろうと思うきっかけのひとつになりました。谁も未来を见通すことはできないので、进学したいという强い気持ちがあるのなら、あまり悲観的に考えず挑戦しても良いのではないかと思います。
取材者感想
「博士課程に進学する際に抱いておられた正直なお気持ちから、普段の研究での楽しさまで様々なお話をしてくださいました。特に、基礎研究と教育研究を並行して行われている堀田さんの研究者としてのタフネスや、並大抵ではない研究に対する熱意を感じました。日本社会の未来を担う両翼である「科学」、「教育」に貢献されている堀田さんの、ますますのご活躍をお祈り申し上げます。」(先進理工系科学研究科 量子物質科学プログラム 博士課程前期2年?横山貴之さん)
「堀田さんは基礎研究に取り組みながら、そこで得た知見を活かして教材開発にも携わるという、“二足の草鞋”で活躍されている姿が非常に印象的で、興味深く感じました。進学に対して不安を抱えながらも、自身の研究に強い関心を持ち、熱心に取り組まれている姿がとても素敵だと思います。この先、決して楽な道ではないかもしれませんが、堀田さんがさらに活躍される日を楽しみにしています。」(先進理工系科学研究科 応用化学プログラム 博士課程前期1年?山口龍一さん)
左から横山さん、堀田さん、山口さん
