機能性分子を導入した多孔質ナノ孔結晶複合材料の応用研究
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19J15586
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 27020:Chemical reaction and process system engineering-related
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| Research Institution | Sojo University |
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Principal Investigator |
永井 杏奈 崇城大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2020: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 多孔質材料 / ナノ孔結晶 / シクロデキストリン / CD-MOF |
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| Outline of Research at the Start |
新規多孔質ナノ孔材料であるγ-シクロデキストリン系金属有機構造体(CD-MOF)は親水性ナノ孔と疎水性ナノ孔が連結した両親媒性材料として機能する。このCD-MOFの親水性ナノ孔に水溶性金属ポルフィリンを導入することで触媒の固定化、再利用が達成できる。本研究ではフェノール化合物のカップリング反応を行い、固定化触媒の触媒活性を明らかにする。一方、疎水性ナノ孔にはフラーレンC60を導入することに成功しており、C60/CD-MOF複合体を光触媒としたフェニルボロン酸のヒドロキシル化反応を行い、ナノ孔内に孤立したC60の一重項酸素発生能を明らかにし、腫瘍を攻撃する光線力学療法への応用を検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、環境負荷の少ない多孔質ナノ孔結晶体である「γ-シクロデキストリン系金属有機構造体(CD-MOF)」のナノ孔を用いた研究を行った。CD-MOF結晶は内部に約1 nmの疎水性空間と約1.7 nmの親水性空間が交互に並んでおり、両親媒性ナノ孔結晶材料として機能する。
2020年度は(1)CD-MOFへの導入が困難であった疎水性分子1-メチルアミノピレン塩酸塩(PMA)をCD-MOFへ導入し、その存在状態を検討した。また、(2)CD-MOFへ新たな機能性を付与するために、原料であるγ-CDに化学修飾したCD-MOFを合成し、二酸化炭素の吸着挙動や状態を調査した。
(1)CD-MOFのナノ孔へ疎水性分子であるPMAを高い割合で導入する新規共結晶化法を開発した。またCD-MOFのナノ孔内でPMAは1分子ないし2分子会合体としてCD-MOFの疎水性ナノ孔に存在していることが示唆された。
(2)化学修飾したγ-CDを用いてCD-MOFを合成することで、結晶性を維持しつつ、CD-MOFに新たな性質を持たせることや、CD-MOFのナノ空間の親水・疎水性の制御が可能になると考え研究を行った。γ-CDのヒドロキシル基へエチレンジアミン(EDA)を化学修飾したGCD-DEAを原料としてGCD-EDA/CD-MOFを合成した。BET比表面積は通常のCD-MOFよりも低い値となったが、CD-MOF特有の構造が維持されて結晶化していることを確認した。GCD-EDA/CD-MOFの性能を評価するために二酸化炭素の吸着実験を行い、二酸化炭素はGCD-EDA/CD-MOFへ化学吸着していることを明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(12 results)
