2019 Fiscal Year Final Research Report

Physical Photochemical Functionalization of Oxide Nanotubes through Hierarchical Structure Tuning

Research Project

PDF

Project/Area Number	15H05715
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Environmental conscious materials and recycle
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	Sekino Tohru 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (20226658)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	清野智史大阪大学, 工学研究科, 准教授 (90432517) 佃諭志東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (00451633) 楠瀬尚史香川大学, 創造工学部, 教授 (60314423) 林大和東北大学, 工学研究科, 准教授 (60396455) 後藤知代大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (60643682) 趙成訓大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (50776135)
Project Period (FY)	2015-05-29 – 2020-03-31
Keywords	ナノチューブ / 低次元ナノ構造 / 構造機能チューニング / 光触媒 / 環境浄化材料 / エネルギー創製材料 / 機能融合 / ナノハイブリッド
Outline of Final Research Achievements	This project aimed to realize structure and function tuning of novel low-dimensional nanostructured oxide materials "titania nanotubes (TNTs)" having nano-tubular morphology with 10 - 20 nm in diameter of inorganic TiO2-based materials, for enhancing synergy of physico-chemical and photo-chemical functions and for creating advanced environmental and energy materials. We developed and attempted various tuning methodologies, lattice-level control, surface chemical modification, and nanoscale hybridization with metal, inorganic and organic functional materials, on TNT-based materials. As a result, we succeeded in developing various TNT-based and related hybrids that have enhanced ion/molecule adsorption and photocatalytic properties even under the visible light, etc. Further, the present oxide nanomaterials and their derivatives also exhibited good bio-compatibility, potential as an anti-cancer agent, and excellent gas sensing performance at room temperature.
Free Research Field	無機材料科学、ナノ材料工学、セラミックス科学、環境材料学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	低次元ナノ構造を持つチタニア系材料を基軸に実証した構造と機能の同時制御を果たす方法論と、それによる原子分子レベルの協奏的機能発現やプロセス・構造・機能相関などの学術的知見は、多様なナノ材料へと拡張展開できる。さらに、得られた様々なナノ材料、ナノハイブリッド材料と、それらで得られた特性向上・新機能・多機能発現の成果は、従来は複数材料で実現されてきた水浄化システム、汚染除去システム、自然光でも機能する光触媒防汚・抗菌材料、高効率にエネルギー回生や物質変換（合成）を行える材料システムなどへの展開、更には光化学機能を最大限に発揮した新たなセンサー創出や医療材料など、多角的展開が可能となる。