| Project/Area Number |
21K04949
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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 31010:Nuclear engineering-related
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
南川 卓也 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 企画調整室, 研究職 (30370448)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
関根 由莉奈 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究副主幹 (00636912)
山田 鉄兵 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10404071)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 配位高分子 / 元素分離 / 多孔性物質 / 高分子 / 吸着剤 / 高分子錯体 / ハイドロゲル / センサー / セルロースナノファイバー |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では放射性元素を選択的に除去できる配位高分子の開発を行いながら、配位高分子をハイドロゲルと一体化した複合材料開発を行い、原子力などの実用的用途を想定した吸着剤やセンサー開発の可能性を探索する。研究代表者を中心に、分野横断的な研究協力体制を作り、複合材料の物性を最大化しながら、ウラン等放射性元素や毒劇元素に対して高い選択性を持つ分離剤及びセンサーの開発を遂行する。研究で完成したセンサーは海外の大学等と連携して小型センサーの応用開発も試みる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和５年度（最終年度）は、研究計画に従って放射性元素を選択的に吸着できる配位高分子(MOF)の合成を進めるとともに、これと一体化できる高分子の開発を行った。開発されたMOFと高分子を用いて複合物質の開発も行った。
新たなMOFの開発では、放射性元素を分離できるLOF-Ln-NH (NH4[Ln(ox)2]・H2O （ox = oxalate, Ln = Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, or Tm)）について、令和５年度は詳細な物性を測定し、1報の論文が受理され、令和6年度6月に公開予定である(現状DOI等が無いため論文リストに記載していない）。本研究は新聞へも2件記事化され、企業からの問合せが来るなど実用的にも重要な技術であることが示された。
MOFとの複合物質を作るための高分子研究としては、セルロースゲルや漆の研究を行い、合計3報の論文が公開されたとともに、これらに関するプレス発表を2件行った。その結果、13件が新聞に記事化され、企業等からも多くの問合せを受けており、広く社会的な影響を与える研究となった。
開発したMOFや高分子を使って、複合材料で元素分離を行う研究も実施した。その結果、セルロースゲルにMOFを固定化させた物質で、有害物質を非常に効率よく分離できる複合物質を見出した。この研究成果も1報の論文として公開した。これらの結果から、本研究で行う予定であったMOFの開発、高分子開発を実行できたとともに、それらを複合化して高性能な分離材料を作ることも達成し、当初の研究目標を全て達成することが出来た。
研究機関全体の実績も、目標であるMOF及び高分子材料の複合化を達成しながら、6報の論文を発表し、1報の論文が受理（6月発表予定）されているとともに、プレス発表も行いながら15件が新聞記事として記事化され、非常に社会への影響力が大きな研究となった。
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