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Development of innovative antiviral materials and investigation of their activity mechanism for the safe and secure society

Research Project

Project/Area Number 20H02432
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

Nakajima Akira  東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (00302795)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 砂田 香矢乃  地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所, 光触媒グループ, 研究員(任期有) (20311433)
磯部 敏宏  東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (20518287)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywordsウイルス / 酸化物 / 希土類 / 菌 / バクテリオファージ / 抗ウイルス / ペロブスカイト / モリブデン / 溶出 / ヨウ素酸 / La / Mo / 複合酸化物 / 新型コロナウイルス / 薄膜
Outline of Research at the Start

最近、申請者らはモリブデン酸複合酸化物群が、暗所で長期に亘りTiO2光触媒並みの抗ウイルス活性を発現することを見出した。本研究はこの発見に基づき、この材料の性能を極限まで高めることを目的とする。この目的を達成するため、①これらの材料が抗ウイルス活性を発現する機構を材料科学的に解明し、②これらの材料の抗ウイルス活性に及ぼす構造・組成の影響を明らかにする、そして③得られた知見を基に世界最高性能の抗ウイルス材料を創製する。本研究の成果は、人類の近未来の脅威であるウイルス関連被害への対策技術となるとともに、大規模自然災害の被災地等における衛生環境の確保にも貢献できる。

Outline of Final Research Achievements

A sample in which La of La2Mo2O9 (LMO) was replaced with Ce (Ce2Mo3O13) exhibited a high antiviral activity against the novel coronavirus. A method for preparation of porous transparent thin films of LMO was developed. It was revealed that a composite oxide of Cu and Mo (CuMoO4) exhibited antibacterial, antiviral, and antifungal activities simultaneously. We demonstrated that CeO2 doped with La ((Ce0.8La0.2)O2-d) exhibited antiviral activity. Both LaMnO3 and LaCoO3 were shown to be antibacterial and antiviral materials with low elution amounts. SnO2-MoO2 solid solution ((Sn0.5,Mo0.5)O2) possessed a high activity against viruses and fungi. Regression analysis using the obtained experimental results revealed that specific ions have a strong effect on bacteria and non-enveloped viruses, which is different from the effect on viruses with hydrophobic envelopes.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の学術的意義は、申請者らが発見したモリブデン酸複合酸化物群という材料をプラットホームにして無機材料分野の研究者とウイルス関連分野の研究者が互いに協力・補完しあうことで、無機材料科学とウイルス関連分野の境界への新たな知見を付与したことである。本研究の成果はウイルス対策における新たな知見を与え、ワクチンだけに頼らない、人類がウイルスに対する新たな盾を手にするという点において、社会的意義も高い。さらに、近年わが国で頻発する大規模自然災害等の被災地での衛生環境確保の面においても、本研究の成果は有効な材料技術を与えることになる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (30 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 5 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 7 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Decomposition of 2-naphthol in water and its antibacterial and antiviral activities by LaMnO<sub>3</sub> and LaCoO<sub>3</sub> in the dark2023

    • Author(s)
      R. Kiribayashi, K. Sunada, Y. Mochizuki, T. Isobe, S. Matsushita, T. Nagai, H. Ishiguro, A. Nakajima
    • Journal Title

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      Volume: 131 Issue: 5 Pages: 117-125

    • DOI

      10.2109/jcersj2.22160

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • Year and Date
      2023-05-01
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Processing of Cerium Molybdates by Solid Phase Process and their Antiviral Activity2023

    • Author(s)
      S. Iwakura, T. Ito, T. Sakai, K. Sunada, Y. Mochizuki, T. Isobe, S. Matsushita, T. Nagai, H. Ishiguro, A. Nakajima
    • Journal Title

      Journal of the Japan Society of Colour Material

      Volume: 96 Issue: 3 Pages: 96-103

    • DOI

      10.4011/shikizai.96.96

    • ISSN
      0010-180X, 1883-2199
    • Year and Date
      2023-03-20
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Antiviral and antifungal activities of lanthanum molybdate and copper molybdate, J. Ceram. Soc. Jpn.2022

    • Author(s)
      T. Sakai, K. Sunada, Y. Mochizuki, T. Isobe, S. Matsushita, T. Nagai, H. Ishiguro, A. Nakajima
    • Journal Title

      J. Ceram. Soc. Jpn.

      Volume: 印刷中

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  • [Journal Article] Decomposition of 2-naphthol in water and antiviral activity by CoO<i><sub>x</sub></i> modified (Ce<sub>0.8</sub>,Bi<sub>0.2</sub>)O<sub>2−δ</sub> and (Ce<sub>0.8</sub>,La<sub>0.2</sub>)O<sub>2−δ</sub> in the dark or under visible light2021

    • Author(s)
      C. Kato, N. Otsuka, K. Sunada, T. Isobe, S. Matsushita, T. Nagai, H. Ishiguro, A. Nakajima
    • Journal Title

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      Volume: 129 Issue: 10 Pages: 607-615

    • DOI

      10.2109/jcersj2.21100

    • NAID

      130008097903

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • Year and Date
      2021-10-01
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  • [Journal Article] Transparent porous La<sub>2</sub>Mo<sub>2</sub>O<sub>9</sub> thin film preparation and antibacterial and antiviral activities2021

    • Author(s)
      A. Saruwatari, K. Sunada, T. Isobe, S. Matsushita, T. Nagai, H. Ishiguro, A. Nakajima
    • Journal Title

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      Volume: 129 Issue: 7 Pages: 485-488

    • DOI

      10.2109/jcersj2.21054

    • NAID

      130008060670

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • Year and Date
      2021-07-01
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  • [Journal Article] Preparation of cerium molybdates and their antiviral activity against bacteriophage Φ6 and SARS-CoV-22021

    • Author(s)
      Ito Takuro、Sunada Kayano、Nagai Takeshi、Ishiguro Hitoshi、Nakano Ryuichi、Suzuki Yuki、Nakano Akiyo、Yano Hisakazu、Isobe Toshihiro、Matsushita Sachiko、Nakajima Akira
    • Journal Title

      Materials Letters

      Volume: 290 Pages: 129510-129510

    • DOI

      10.1016/j.matlet.2021.129510

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    • Author(s)
      小林夏美、加藤千尋、望月泰英、磯部敏宏、松下祥子、中島章、砂田香矢乃、永井武、石黒 斉
    • Organizer
      日本セラミックス協会2023年年会
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    • Author(s)
      境辰矩、望月泰英、磯部敏宏、松下祥子、中島章、砂田香矢乃、永井武、石黒斉
    • Organizer
      日本セラミックス協会2023年年会
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  • [Presentation] Decomposition of 2-naphthol in water and antiviral activity by (Ce0.8, Bi0.2-y, Lay)O2-d (CBLO) in the dark and under visible light2022

    • Author(s)
      N. Kobayashi, K. Sunada, C. Kato, Y. Mochizuki, T. Isobe, S Matsushita, T. Nagai, H. Ishiguro, A. Nakajima
    • Organizer
      95th JSCM Anniversary Conference “Sustainable Technology in Colour Materials”
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Decomposition of 2-naphthol in water and antibacterial & antiviral activity by LaMnO3 and LaCoO3 in the dark2022

    • Author(s)
      R. Kiribayashi, K. Sunada, Y. Mochizuki, T. Isobe, S Matsushita, T. Nagai, H. Ishiguro, A. Nakajima
    • Organizer
      95th JSCM Anniversary Conference “Sustainable Technology in Colour Materials”
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  • [Presentation] Preparation of rare earth iodates and their antibacterial and antiviral activities2022

    • Author(s)
      K. Abe, K. Sunada, Y. Mochizuki, T. Isobe, S Matsushita, T. Nagai, H. Ishiguro, A. Nakajima
    • Organizer
      95th JSCM Anniversary Conference “Sustainable Technology in Colour Materials”
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  • [Presentation] LaCoO3およびLaMnO3の抗菌・抗ウイルス活性と熱触媒活性2022

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      桐林龍寿、望月泰英、磯部敏宏、松下祥子、中島章、砂田香矢乃、永井武、石黒斉
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      日本セラミックス協会第35回秋季シンポジウム
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  • [Presentation] 希土類ヨウ素酸化合物の合成とその抗菌・抗ウイルス活性2022

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      阿部和也、望月泰英、磯部敏宏、松下祥子、中島章、砂田香矢乃、永井武、石黒斉
    • Organizer
      日本セラミックス協会第35回秋季シンポジウム
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      境 辰矩、中島章
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      猿渡輝良、望月 泰英、磯部敏宏、松下祥子、中島章
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      日本セラミックス協会2022年年会
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    • Organizer
      日本セラミックス協会2022年年会
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  • [Presentation] 抗菌・抗ウイルス活性を有する無機複合酸化物2021

    • Author(s)
      中島章
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  • [Presentation] モリブデン酸セリウムの作製とその抗ウイルス活性2021

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    • URL

      https://www.titech.ac.jp/news/2021/049124.html

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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 材料、圧粉体、焼結体、及び物品2023

    • Inventor(s)
      中島章・境辰矩・砂田香矢乃・石黒斉・永井武・小林慶一
    • Industrial Property Rights Holder
      中島章・境辰矩・砂田香矢乃・石黒斉・永井武・小林慶一
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2023
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    • Inventor(s)
      中島章・松下祥子・磯部敏宏・伊東拓郎・砂田香矢乃
    • Industrial Property Rights Holder
      中島章・松下祥子・磯部敏宏・伊東拓郎・砂田香矢乃
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2020-121420
    • Filing Date
      2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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