2019 Fiscal Year Annual Research Report
自発的マイクロ球体化現象を用いた新奇多孔質球状粒子の合成と徐放性キャリアへの応用
| Project/Area Number |
16H04212
|
|---|
| Research Institution | University of Tsukuba |
|---|
Principal Investigator |
鈴木 義和 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (40357281)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 達 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (50267407)
阿部 浩也 大阪大学, 接合科学研究所, 准教授 (50346136)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 多孔質球状粒子 / マイクロ球体化現象 / スーパーキャパシタ / 水熱合成 / ウニ状マイクロ粒子 / サイズ制御 / 階層構造 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
多孔質球状顆粒は、ハンドリング性に優れた触媒や触媒担体、ドラッグデリバリーなどの薬剤キャリア、骨補填材料への応用が進められている。 これまで我々は、セラミックス原料である炭酸塩や水酸化物・水和物原料中に含まれるCO2やH2Oを、気孔形成に有効利用することにより、造孔剤や有機バインダーを添加することなく、1 ミクロン付近に非常にシャープな細孔径分布をもつ「三次元ネットワーク型多孔質セラミックス」を開発してきた。この過程で、圧粉体を作らずに混合粉末を仮焼し微細組織を観察したところ、加熱のみで球体化した三次元ネットワーク型多孔体が得られるという非常にユニークな現象を見出した。
2019（令和1）年度は、自発的マイクロ球体化現象について、その合成法・形態制御法を拡張し、(1)水熱合成法によるウニ状球状マイクロ粒子の合成と組成制御、(2)用途に応じたマクロサイズおよび細孔径サイズのチューニング、(3)スーパーキャパシタ電極材料としての機能性検証、という3項目について主に検討を進めた。特に、外形が3-10 μmのウニ状構造を有し、5-20 nmのメソ孔と50-70 m2/gの比表面積を有するNiCo2O4マイクロ球状粒子を得ることに成功した。この材料は、1021.2 F/g (2mA/cm2)という、優れたスーパーキャパシタ特性を示し、液体が関与するエネルギーキャリアとしての性能を検証することができた。
また、本研究では、スピネル構造を有するMgAl2O4、Co3O4、NiCo2O4およびその関連物質を合成してきたが、Coを含むスピネル系複酸化物はエネルギーキャリアとしての応用に加え、優れた無機顔料としての性質も示すことから、本研究の発展の一つとして、Coを含むスピネル系複酸化物の合成と顔料応用についても検討を行った。
|
| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
