2021 Fiscal Year Annual Research Report
A new approach to securing energy resources from sea water stably
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19H02660
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
原 一広 九州大学, 工学研究院, 教授 (00180993)
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2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 海水ウラン捕集 / 資源枯渇 / 高分子ゲル吸着剤 / カーボンナノファイバー / γ線重合 / 希薄元素 / 海水溶存資源 / 海洋エネルギー資源 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
海水中に希薄に溶存するレアメタルを高効率に捕集することができれば、大量の海水から実用に足りる量を得ることが可能になる。そのために高分子ゲルに吸着基を導入することによって高効率でレアメタルを吸着する吸着剤を開発することが必要である。室温程度の温度でもネットワークと官能基はミクロなレベルでは激しく熱運動をしているので、吸着が熱運動によって阻害されていると考えられる。そこで高効率な吸着を実現するためには、ネットワーク中に剛直なファイバー状の物質を挿入することで熱運動を抑えることが有効ではないかと考えている。
そこで本研究では、ナノファイバーを高分子ネットワークにミクロなレベルで挿入することが吸着効率に与える影響を明らかにすることを目的としている。
そのために、これまでに引き続き、化学合成高分子であるカーボンナノファイバーを組み込んだアクリルアミドゲルの試作を継続した。カーボンナノファイバーを導入したアクリルアミドゲルの作製の効率化や改善のために、疎水性のカーボンナノファイバーを水溶液で分散させる必要があり、分散機を導入しファイバーを混合する試みを繰り返し行い、実験試料作製方法や観測技法の改善も行った結果、カーボンナノファイバーを導入した高分子アクリルアミドゲルの作製を安定的に行う事に成功した。このことをから、カーボンナノファイバー導入量の違いによる（１）ヤング率の測定による巨視的弾性の変化、（２）動的光散乱測定によるナノスケール領域における緩和挙動の変化、および（３）ICP-MS測定による複数希薄元素に対する吸着能の変化の観測を行う事ができた。カーボンナノファイバー導入による変化の端緒が明らかとなりつつある。
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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
これまで繰り返し行ってきた実験試料作製方法や観測技法の改善の結果、カーボンナノファイバーを導入した高分子アクリルアミドゲルの作製を行う事に成功し、カーボンナノファイバー導入量の違いによる（１）ヤング率の測定による巨視的弾性の変化、（２）動的光散乱測定によるナノスケール領域における緩和挙動の変化、および（３）ICP-MS測定による複数希薄元素に対する吸着能の変化の観測を行う事ができた。
依然としてコロナ渦により実験の進捗は思わしくなかったが、カーボンナノファイバー導入による変化の端緒が明らかとなりつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
様々の特性が明らかとなりつつある研究成果の進展を図り、有望な結果が得られた試料作製法についてのさらなる技法向上、カーボンナノファイバーを導入した高分子アクリルアミドゲルについての電子顕微鏡観測やX線散乱測定によるナノスケール領域の構造の解明、動的光散乱によるナノスケール領域での緩和現象観測の解明、ICP-MS測定によるより詳細な吸着特性解明を行う事により、剛直なナノファイバー導入による構造物性変化や吸着能に対し与える影響についての評価を行う事を計画している。
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