2021 Fiscal Year Research-status Report
においストレスのない生活空間創造のための消臭布の開発および機能の「見える化」
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19K14030
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| Research Institution | Ochanomizu University |
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Principal Investigator |
雨宮 敏子 お茶の水女子大学, 基幹研究院, 助教 (80750562)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 消臭布 / 見える化 / チオール / アンモニア / 染料 / 銅 / 混合臭 / 可視化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，遷移金属の酸化触媒作用を利用したチオール除去機構および酸塩基中和によるアンモニア等の除去機構について詳細に解明する．また，さらなる付加価値として，消臭前後で布色が変化する消臭布を開発し，消臭機能の可視化（見える化）を目指すものである．
2021年度は，これまでに得た基礎的知見の発展的位置づけとして，消臭過程で布の色が変化するインジケーター機能をもつ消臭布の開発を検討した．実際の生活空間で生じるにおいの問題は混合臭であることから，エタンチオールとアンモニアによる混合におい物質を悪臭モデルとした．試料布は，構造既知の直接染料と銅塩で媒染染色して調製した．消臭実験は主に気体検知管法で行った．消臭前後での布色の評価は，積分球を備えた紫外可視分光光度計による表面反射スペクトルの測定およびカラーソフトウェアを用いたL*a*b*などの測色により行った．エタンチオール単一臭に対する除去と比べて，アンモニアとの混合臭とした場合，布色が変化したものとしなかったもの，除去能が向上する場合と低下する場合があることがわかった．一方，アンモニアは単一臭と混合臭における除去能は同等であった．用いた4種類の染料構造や金属の担持形式を検討した結果，混合臭におけるエタンチオール除去能は，アンモニア除去に伴い布上の染料から金属が外れ布色の変化する試料布が高いことが示唆された．銅のアンモニアへの親和性が染料との親和性よりも高い条件で，混合臭におけるチオール除去能が高くなるものと推察される．試料布のタイプにより消臭による布色の変化が異なることがわかってきたことから，消臭機能および機構の「見える化」の実現につながると考えられる．
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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
2019年度は，カチオン染料を用いた試料布による吸着型のエタンチオール除去機構や，多価カルボン酸によりカルボキシ基を導入後に銅処理した綿布の酸化作用による除去能について追究し，順調に進捗した．2020年度は新型コロナウイルス感染拡大による研究活動の制限等のため，当初予定していた実験および経費の一部を2021年度に繰り越した一方，予定外の興味深い成果も得られた．2021年度は前年度から繰り越した，エタンチオール以外の悪臭物質に対する検討などを行いつつ，当初の計画通り消臭機能の可視化（見える化）に向けて，エタンチオールとアンモニアとの混合臭を悪臭モデルとして用いた実験を実施することができた．染料構造と銅塩との組み合わせにより，混合臭の除去前後で布色が変化した条件としなかった条件が得られ，さらに布色の変化の有無が混合臭におけるエタンチオールの除去能に関わることがわかったことは，今年度の大きな成果に値する．今後詳細な検討は必要であるが，布色変化の有無と消臭能についてのデータベース化を目指す足掛かりとなった．さらに，前年度BCA法を利用して見出した，エタンチオール除去に伴う布上における銅の還元の可視化についても，精度の向上を目指し，研究を進めている．
配分経費については，前年度に続き所属学会のすべての年次大会や研究発表会の現地開催中止に伴い，旅費・交通費による支出が発生しなかったが，本研究に必須の紫外可視分光光度計の部品交換などにあてるなど，有効に過不足なく活用することができた．
以上から，おおむね順調な進捗状況であると考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題の最終年度となる2022年度は，前年度に検討した媒染染色布によるエタンチオールおよびアンモニア混合臭の除去における染料構造と銅塩の担持状態の関係について，より詳細な機構を明らかにする．また，アンモニア除去により銅がアンモニアとの配位することで布から外れるという現象が光学的に確認されたが，銅の脱離する速度が使用した染料の種類により異なる可能性が示唆されたため，脱離速度に着目した解析もあわせて試みることとする．これまで，混合臭にアンモニアを含む場合は，アンモニアのカラムへの吸着を回避するためガスクロマトグラフ法での評価は行ってこなかったが，アンモニアが全て除去されテドラーバッグ内の気相に残存がなければ可能であると考えられるため，混合臭の条件においてもガスクロマトグラフ法での検討を試みる．さらに，使用する染料の構造や金属の担持形式，悪臭物質の種類などを検討し，高い消臭能をもつとともに，消臭による布色の変化が視覚的に十分認識できる調製条件についてデータベース化を目指す．このことが消臭機能の「見える化」の実現につながり，最終的には，においストレスのない生活空間の創造へ寄与するものと考える．
2022年度も引き続き新型コロナウイルス感染対策のため，研究遂行上の様々な制限が再び発生する可能性があるため，実験を早めに計画的に行う．研究成果の公表については，学会発表3件，報文投稿2件を予定している．最終年度であるため，特に論文執筆に注力し，本研究課題の成果を社会に還元するように努めたい．配分経費については適切に使用する．
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