本系列访谈介绍了“创成特定研究事业”(sōsei tokutei kenkyū jigyō)的五位首席研究员(PI)，这是一项旨在培养早期和中期职业研究人员的全校跨学科研究促进计划。
从超市的塑料托盘到电脑内的各种设备，我们的日常生活充满了由有机和聚合材料制成的东西。“那些产品都很棒，但问题在于它们的合成过程，”北海道大学工学研究生院的 Toshifumi Satoh 教授指出，他接受了挑战，创造了“智能合成方法”。
Satoh 和他的同事提出了“智能合成”的想法，旨在最大限度地减少有害化学物质和溶剂的使用，以实现更清洁、更可持续的聚合物合成。
问：请介绍一下研究项目的背景和目的。
Toshifumi Satoh：大学和公司一直在开发“清洁和可持续”的高性能有机聚合物。然而，在其合成过程中仍使用大量有害化学物质和有机溶剂。处理此类有害物质需要大量能源，给环境带来了巨大负担。这就是目前聚合合成的现实。
我们的目标是改变这种情况。更具体地说，我们正在努力开发新的合成方法，使用不含金属、毒性较低的有机催化剂，而不是有毒的有机金属催化剂，来生产可生物降解或生物相容性聚合物。此外，我们正在开发所谓的“一步法”来生产以前通过多步反应合成的聚合物材料。在我们的方法中，它只需要一个步骤，从而大大减少了试剂和溶剂的使用量。所得聚合物被证明在功能上等同于用常规方法制备的聚合物。
在“一步法”中，我们只需要将所有起始材料和其他试剂放入一个烧瓶中。然后反应以顺序方式发生以产生预期的聚合物。就这么简单。一些科学家已经在有机化学中引入了这种方法，但是像我们所做的那样将其应用于塑料合成的例子并不多。一步法构成了我们提出的智能合成方法的基础。
在单个烧瓶中调节多个反应是一项具有挑战性的任务。Satoh 说：“简单的规则已经在我们手中，并且精度正在逐步提高。”
我们的实验室正致力于将一步法应用于柔性电子设备、用于基因传递的纳米颗粒以及对各种刺激有反应的聚合物材料的生产。世界各地的研究人员正在努力开发此类材料，我们正在与台湾、中国大陆和法国的合作者一起迎接这一挑战。
问：您对培训参与您项目的学生和年轻研究人员有何看法?
Satoh：在我的讲座中，我经常告诉我的学生，“作为教师，我的使命是挖掘你 120% 的潜力。”为了将其付诸实践，我首先需要进行世界一流的研究，展示前沿实验，并教育学生，使他们能够在论文和国际会议上自豪地展示自己的成果。
然而，实际上，我一个人能做的事情并不多。在这里，我的海外合作者在研究和教育方面有着相同的抱负，可以永远支持我。例如，台湾大学与北海道大学签署的双学位项目，可用于派遣学生出国。我相信当学生在具有不同语言和文化的陌生环境中追求目标时，他们会取得显着的成长。我希望该计划提供这样的机会。
Q：有很多公司对智能合成方法感兴趣吗?
佐藤：是的。由于一些公司已经主动开发这种方法，我认为开发清洁和可持续的合成方法是整个化工行业的共同使命，无论其地位如何。
如您所知，全球正在努力减少石油基塑料的使用。然而，世界上使用的这种塑料的数量是巨大的。要生产与替代品相同数量的可生物降解或生物相容性塑料，需要使用大量有害化学品和溶剂。
为了解决这个难题，我想与尽可能多的化学工业研究人员，特别是那些渴望建立可持续未来的年轻人分享智能合成的愿景，以及它的长期前景。
Q. 在北海道大学做研究的优势是什么?
佐藤：这个问题我有两个答案。以 2010 年获得诺贝尔化学奖的铃木明教授开发的交叉偶联反应为例，北海道大学在合成化学方面有着悠久的历史和良好的记录，也被称为日本的特产。
在我们处理聚合物的实验室中，每个学生都学习各种合成方法，而不仅仅是专注于一种方法。这就是为什么我们能够培养出对聚合物合成的基础知识和应用有透彻了解的研究人员。由于他们了解基础知识，因此可以建议各种应用程序。从这个意义上说，我们充分利用了我们的专长。
该大学的另一个优势是大量研究绿色材料和生物质的科学家，为跨学科合作创造了极好的环境。该大学还为实现可持续发展目标 (SDG) 做出了大量努力，并在 2020 年和 2021 年的 THE Impact Rankings 中名列日本第一。这是实现我们制造所有这些功能性聚合物目标的理想场所需要清洁和可持续，从开发、生产、使用后收集和再利用。
为了将我们的努力融入现实世界的政策中，我们也需要与人文研究人员合作。展望未来，绿意盎然的北海道大学将调动各系的力量，倡导新的制造标准。
