2016 Fiscal Year Research-status Report
有機／無機複合化による無害な天然色素ベースの高耐久性マルチカラー色材の創製
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15K00724
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
河野 芳海 静岡大学, 工学部, 准教授 (50334959)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福原 長寿 静岡大学, 工学部, 教授 (30199260)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 天然色素 / メソポーラスシリカ / 複合化 / 安定化 / 発色制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
実施計画に従い，天然色素βカロテンと種々の無機ホストとの複合体の作製を行い，それらについて安定性向上の評価を行いつつ，複合体の発色の制御について検討を行った。
βカロテンとメソポーラスシリカとの複合体について，メソポーラスシリカの細孔内に３価の金属イオンが含まれる際に色調が青色系統に大きく変化することを確認した。この色調変化は，細孔内に含有する金属イオンの種類によって程度が異なった。種々の３価金属イオンがシリカ骨格中に含まれる場合には固体酸性質が発現し，その酸強度が強いほどβカロテンの光吸収波長の長波長シフトが生じる傾向が見られた。メソポーラスシリカ以外の固体酸とβカロテンとの複合化による色調変化や，種々の酸性溶媒との反応による吸収波長シフトの検討結果より，βカロテン分子の色調変化を及ぼすような酸との相互作用の機序について，可能性の高いモデルを提案した。
粘土層間を界面活性剤で修飾し，適した溶媒をごく微量添加することにより，簡便な方法で疎水性のβカロテンを粘土層間に複合化する技術を確立した。アルキル鎖の長さや本数の異なるいくつかの種類の界面活性剤を使用して，粘土層間の疎水環境の比較を行った。粘土層間の空間に適切なアルキル鎖密度を提供する界面活性剤分子を用いることで，有機修飾粘土粉末とβカロテン色素粉末どうしの物理混合により，層間へのβカロテンの取り込みを促進することが可能であることを示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
βカロテンとメソポーラスシリカとの複合化による，色素の発色制御についての検討結果より，色変化の要因について一定の知見を得た。仮説を立てて立証する段階まで進んでおり，進行は順調と言える。
層間を有機修飾することによるβカロテン複合体の作成技術について，無機ホストの修飾方法を含め，最適な条件の探索を概ね完了した。これにより，第３成分添加による色調制御の基礎が整えられたことから，進行は順調と言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
無機ホストとの複合化による色素の発色変化の検討結果，および天然色素分子の無機ホストへの最適な複合化条件の検討結果を踏まえて，任意の色を示す複合体のより簡便な作成方法および条件を検討する。併せて，色調制御に用いる技術が色素の安定性維持に与える影響を調査する。
また，各種分光法を用いて，複合化がもたらす色変化の要因についてさらに明確にする。
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| Causes of Carryover |
主として，定量実験に先んじて定性的な分析を実施するため，購入予定の装置（加熱装置・光照射装置ほか）について，精度の劣る既設のものや，より安価で簡便なものを仮に使用して研究を遂行したため，次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究計画の完遂のために，より精密な複合体試料調製および安定性評価分析を行うための装置および器具・試薬等の購入に充当する予定である。
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