2021 Fiscal Year Annual Research Report
骨由来ナノアパタイトの特異的吸着機構解明と放射性物質の選択的除去・処分技術開発
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20H02671
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
関根 由莉奈 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究職 (00636912)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 鉄兵 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10404071)
南川 卓也 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究職 (30370448)
松村 大樹 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究主幹 (30425566)
深澤 倫子 明治大学, 理工学部, 専任教授 (40409496)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 廃棄骨 / バイオアパタイト / 吸着剤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、家畜骨を原料にして、産業や鉱山開発において発生する有害元素を高効率に吸着するグリーン・サステイナブルな環境浄化材料及びシステムを実現することを目的とする。今年度は、家畜骨から簡易に合成が可能なバイオナノアパタイトの結晶構造及び化学組成と金属吸着特性の相関の解明を目的とした研究を実施した。結果、家畜骨の種類や前処理温度を変化させることで結晶欠陥を制御できることが明らかになった。また、それらの結晶欠陥は材料の金属吸着選択性に大きく影響した。本研究結果は、家畜骨を原料にして、様々な金属イオンに対して吸着選択性を有する材料を実現出来る可能性を示唆している。具体的には、牛骨、豚骨が重金属や放射性物質を吸着するバイオナノアパタイト材料の原料として優れた性質を持つことが明らかになった。さらに、実環境でバイオナノアパタイト材料のカドミウム吸着性能を評価し、実際に吸着剤としての応用利用の可能性について検討した。結果、カドミウムが多く含まれる工業排液から効率的にカドミウムを除去できることが明らかになった。また、有用金属の回収に利用できる可能性を示唆する結果も得た。これらの結果を基に、来年度はバイオナノアパタイトの化学構造と吸着性能の相関に関する知見をさらに深める計画である。また、得られた知見を活かし、複数の有害元素を対象に、それぞれの吸着に適した構造を有する材料の検討、及び実地試験を実施する計画である。
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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
コロナ禍の影響により、外部施設を利用した分析試験や、現地確認を必要とする打ち合わせが複数回中止になった。そのため、当初計画していた構造解析試験や実地試験を延期する必要性があり、研究の進行に若干の遅れが生じた。しかし、本研究で主として計画していた、化学構造と吸着特性の相関に関する結果やカドミウム吸着剤としての実際の利用の検討に関して、重要度の高い結果を得ることが出来た。このため、本研究計画はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、先ず現在進めているカドミウム吸着剤としての実用化の検討を行う。実環境での試験を継続すると共に、求められる安定性や性能について詳細な検討を実施する。また、放射性物質や有毒ガスの除去を目的とした材料開発も継続して実施する。
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