2017 Fiscal Year Annual Research Report
Hierarchical control of surface anisotropy for high selective separation system
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16F16343
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
伊原 博隆 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (10151648)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
KHAN HIRA MD NURUZZAMAN 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2016-11-07 – 2019-03-31
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| Keywords | 超分子ゲル / 二次キラリティ / ナノ構造体 / π共役系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、分子配向場を利用した高選択的システムの構築を主目的とした研究である。本年度は、前年度までに確認してきたジヒトロキシナフタレンとトリアジナン誘導体の共重合反応により、π共役系を容易に無機担体中に導入できる知見に焦点を当て、この基礎知見をさらに強化し、他に例を見ない分子配向場の作製と高選択的システムの構築のための基盤を築くことを目標として下記のような研究を実施した。
（１）ナノ構造複合体の形態制御：前年度から検討している会合系ナノテンプレートの作製について、系統的に物理条件を調節して、ナノ構造体の形態制御を試みた。また得られたナノ構造体をテンプレートとして用い、ジヒトロキシナフタレンとトリアジナン誘導体の共重合反を実施した。その結果、当初想定したポリマーが被覆されたナノ構造体の作製が可能となった。
（２）その他のナノテンプレートを用いる形態制御：新たなチャレンジとして、コロイダルシリカをテンプレートとして上記の共重合を試み、当初想定したコア・シェル型の微粒子の作製に成功した。モノマーにアントラセン系の誘導体を用いることによって、蛍光性のコア・シェル微粒子が製造できることも確認した。
（３）キラリティの転写について：テンプレートとしてβ－ラクトグロブリンから形成された球状凝集体を用い、前述の共重合を実施して、当初想定したコア・シェル型の微粒子の作製に成功した。重合反応にともなって、コアタンパクのキラリティは低下したが、一定のキラリティが維持されること、また耐熱性が向上することを確認した。ただし、シェルを構成するポリマーへのキラリティの転写は確認できなかった。
（４）複合体の熱処理：得られたポリマー被覆ナノ構造体の熱処理によるカーボン化を実施し、β－ラクトグロブリン系では熱安定性が向上することを確認した。
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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
当初の計画通り、会合系ナノ構造体をテンプレートとするポリマー被覆ナノ構造体の作製に成功した。これに加えて、コロイダルシリカや球状のタンパク凝集体をテンプレートとしたコア・シェル構造体の作製にも成功した。また、モノマーとしてアントラセン系誘導体を用いた系では、生成したシェル層が蛍光性を発揮することを確認した。これらのポリマー複合体を用いて、熱処理によるカーボン化を実施した。その結果、一部のテンプレート系ではカーボン化によって構造が断片化することが確認されたが、球状のタンパク凝集系では、カーボン化によって分散安定性が増大するなどの効果を確認することができた。以上のように、ほぼ想定通りの成果が得られたため、概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究は、分子配向場を利用して、高選択的システムを構築することを主目的としている。Ｈ２９年度は、当初計画を修正して、分子配向場となる有機相として、ジヒトロキシナフタレンとトリアジナン誘導体の共重合反応に焦点を当て、π共役系構造を有するナノ構造体を構築するための基礎実験を継続し、とくに様々なナノテンプレートを展開して本研究に導入した重合法の有用性が確認された。
その一方で、本法の有用性の人は、形成されるポリマーが比較的低い温度でカーボン化できることにあるので、今後の重要に研究方針の中に湿式での低温処理によるカーボン化を重視し、最終的には、カーボン層を利用する高選択的分離剤のための基礎知見を上積みしたい。
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