Synthesis of metal-containing mesoporous silica by a post-doping method and its ultraviolet absorbability as an inorganic sunscreen agent

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K13493
• Research Institution: Tokyo University of Technology
• Principal Investigator: 伊澤 千尋 東京工科大学, 応用生物学部, 助教 (10757769)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2026-03-31
• Keywords: 金属含有シリカ / メソポーラスシリカ / 紫外線ケア化粧品 / 紫外線防御剤

Outline of Annual Research Achievements

鉄含有シリカは無機系紫外線吸収剤として化粧品への応用が期待されている。本年度は、昨年度までに検討したチタンの導入について、チタン源が吸光スペクトルに与える影響を検討した。また、昨年度の研究で、合成時のpHやpH調整に用いる塩基の種類が吸光スペクトルに影響することがわかったので、鉄含有シリカについてpH、pH調整に用いる塩基の種類が吸光スペクトルに与える影響を検討した。
鉄含有シリカの合成において、鉄源の種類が吸光スペクトルに影響することがわかっている。そこで、チタン含有シリカの合成についても、チタン源の種類が吸光スペクトルに与える影響を検討した。鉄含有シリカの合成において良好な吸光スペクトルが得られたアセトナート錯体をチタン含有シリカの合成に用いたところ、紫外光の吸収領域が拡張した。そこで、鉄・チタン含有シリカについて、更なる吸光領域の拡張を期待して、このチタン源を用い合成を行ったが、吸光スペクトルに大きな変化は見られなかった。
鉄含有シリカについて、これまでに用いられてきた塩基である水酸化ナトリウムを使って、合成pHの影響を検討した。pHが高くなるほど着色が少ない生成物を得られた。しかし、新たにアンモニアを塩基として用いた場合には、pHが低い方が、着色が少なかった。塩基の種類によって、金属イオンが導入されやすいpHが異なると考えられる。今後、検討する塩基の種類を増やしていき、金属含有シリカの合成に適した塩基を見つけていく。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

シリカへのチタンの導入や、鉄との複合導入について合成条件を検討し、紫外光吸収領域の拡大にも成功している。また、新たに注目した合成pHや塩基の種類が吸光スペクトルに与える影響についても検討を進められている。

Strategy for Future Research Activity

これまでのサンプルについて、サンスクリーン剤として応用することを考慮し、塗膜状態での光学特性を評価していく。また、導入する金属イオンだけでなく、シリカの形態制御についても検討していく。

Causes of Carryover

導入する金属イオンや導入方法について、さらに検討が必要になり、アニオン導入の検討に進んでいない。従って、アニオン導入のためのガス使用に関する設備については、支出していない。金属イオンの導入条件を最適化してから、ガス使用設備を整えるために使用する。
また、感染症対策で海外出張を控えたため、旅費を支出していない。次年度から国際学会への参加を予定しており、旅費などを支出していく。