Crystal design of layered materials for molecular separation and reactions with saving resources
| Project/Area Number |
20K05661
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 36010:Inorganic compounds and inorganic materials chemistry-related
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
OKADA Tomohiko 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (30386552)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | ナノシート / 吸着 / フィロケイ酸塩 / 酵素 / 室温反応 / 結晶成長 / 水熱合成 |
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| Outline of Research at the Start |
層状化合物でおこる特異的な反応（選択的吸着・触媒反応）が、層間を無駄なく使用して進行するような層状化合物の結晶をデザインする。例えば反応液を流しながら分離・反応するのに好適な支持体（クロマトグラフィー担体用粒子など）を用い，その表面に層状化合物を強く固定するとともに，反応に時間がかかりすぎないように層状化合物を薄くコーティングする。層状化合物層間内部を十分に利用されずに無駄にしていた部分（触媒活性な貴金属等や高価な化学修飾種）を削減し試薬の過剰使用による環境負荷軽減に寄与する。
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| Outline of Final Research Achievements |
This research aims to investigate the design of layered compounds in which adsorption of molecules and catalytic reactions proceed efficiently. The layered compounds used in this study are mainly composed of silicon, because of abundant natural resources and facile syntheses. An adsorbent design was provided that can efficiently remove caffeine in water in a short period. In a catalytic reaction, mimicking natural enzymes was proposed such as glucose dehydrogenase by simply mixing an amino acid and a natural mineral in water.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
短時間で水中のカフェインが効率よく分離除去できる吸着剤の設計については、大型放射光施設（SPring-8）などとの協力を得ながら検討した結果が原著論文（界面化学の専門誌）としてまとめられ、プレスリリースされた。また、酵素模倣反応については室温付近でもD-グルコースが2ケトグルコン酸（工業的に有用な原料の一つ）に効率よく転換されることを見出し、界面化学の専門誌に掲載された。原著論文の公開、学会発表などを通じ、無機材料化学分野だけでなく、界面化学、化粧品分野から関心が寄せられたので、引き続き他機関との連携、産学連携を図りながら、合理的かつ応用性に優れた層状結晶設計を行う。
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Report
(4 results)
Research Products
(18 results)
