2022 Fiscal Year Annual Research Report
MOF-related materials for adsorptive removal of perfluoroalkyl substances from water
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21F50068
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
有賀 克彦 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, MANA主任研究者 (50193082)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
BHADRA BISWA 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2021-11-18 – 2024-03-31
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| Keywords | ナノ物質 / 多孔体 / 物質除去 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
炭化フッ素化合物は、低出生体重症、免疫系疾患、がんなどを引き起こす恐れのある物質ということがアメリカ合衆国環境保護庁から報告されている。吸着材として開発する多孔性物質は、様々な孔径の MOF、複数金属の導入も含む金属イオンをモディファイした MOF、ポスト修飾により様々な官能基を導入した MOF、あるいはそれらを炭化した多孔体を用いる。これらの多孔体材料によりターゲットである炭化フッ素化合物の除去を検討する。本研究では、水からのパーフルオロオクタン酸などの様々な炭化フッ素化合物の合成多孔体による除去を行う。炭化フッ素化合物は、低出生体重症、免疫系疾患、がんなどを引き起こす恐れのある物質ということがアメリカ合衆国環境保護庁から報告されている。しかしながら、炭化フッ素化合物は、通常の有機物質とは異なり、炭化水素化合物とさえ混合せずまた表面エネルギーが低く他物質へと吸着しにくいなどの特殊な性質を持っている。したがって、分子認識の観点から言っても、大変戦略の立てにくいターゲットである。その難ターゲットに対して、網羅的なアプローチで取り組む。2022年度は、MOF（Metal-Organic Framework）などの多孔体材料によりターゲット化合物の除去を検討した。各ターゲットに対するベストな多孔体の決定と同時に、疎水相互作用、静電相互作用、水素結合、配位結合などの様々な相互作用が、吸着化合物の吸着・認識にどう働くのかを体系づけた。この知識は、超分子化学・分子認識化学の分野でも確立されてはおらず、学術的にも意味のある成果である。
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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
2年目になり論文も刊行されるなど、順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年度には、前２年度の研究成果を統合し、実際のサンプルについての応用性を検討する。特に混合物サンプルにおける、異種混合物の妨害作用を最小限にするような条件出しを検討する。それらの実験を通じて、現実のサンプルに対して本基礎研究をどう適用していくかの道筋を確立する。また、フラーレン結晶とMOF（Metal-Organic Framework）物質のハイブリッドという新しい物質開拓にも取り組む。
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