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生体細胞型セラミックスの構築による新規物理特性の発現

研究課題

研究課題/領域番号 10305057
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 金属生産工学
研究機関大阪大学

研究代表者

松尾 伸也 (八尾 伸也)  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90029299)

研究分担者 伊豆 典哉  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00304014)
小俣 孝久  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80267640)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
38,100千円 (直接経費: 38,100千円)
2000年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
1999年度: 8,600千円 (直接経費: 8,600千円)
1998年度: 25,700千円 (直接経費: 25,700千円)
キーワードプロトン溶解 / プロトン伝導 / パイロクロア構造 / 水蒸気溶解 / 重水素効果 / 光吸収 / 起電力 / NO_x分解 / 塩基度 / 固体イオニクス / 内部電流
研究概要

アルカリ土類元素Ca^<2+>,Sr^<2+>,Ba^<2+>をパイロクロア型酸化物La_2Zr_2O_7のAサイトとBサイトにそれそれドープした試料へのプロトンの溶解機構はホールの消耗に関して異なることが示唆されている。本研究ではCa^<2+>をAサイトおよびBサイトにドープした試料にH_2OガスおよびD_2Oガスを吸収させて、赤外線吸収スペクトルを測定して比較した。Aサイト置換試料にH_2O溶解処理を行うと3500cm^<-1>近傍に3本のシャープな吸収が観測され、ブロードなピークを示すペロブスカイトのデータとは大きく異なった。D_2O溶解処理をするとピーク形状をそのままに2500cm^<-1>と低波数側に移行し、溶解プロトンによるピークであることが確認された。Bサイト置換試料の場合には6本以上のピークが現れた。さらに、Aサイト、Bサイト置換試料で各ピークの水蒸気分圧依存性は大きく異なり、プロトンの溶解機構が大きく異なることが実証された。Ca^<2+>,Sr^<2+>,Ba^<2+>をLa_2Zr_2O_7のAサイトおよびBサイトにドープした試料の接合体においてはNO_2雰囲気のH_2O分圧を変化させると、溶解機構の差異により起電力が生じること実測することができた。そこで、SrをLa_2Zr_2O_7のAサイト、Bサイトにドープした混合粉末を用いてを作製して、発生内部電圧を利用したNO_2ガスの分解を試みた。NO_2濃度の検出には四重極質量計を用いたが検出感度が十分ではなく、NO_2ガス分解を確証するところまではいかなかった。本研究の最終目的は、性質の異なる2種類のバルク相(細胞)を生体のように細かく混ぜ合わせた生体細胞型セラミックス)を作製して、外部雰囲気の変化に伴う水蒸気の溶解が細胞間で異なることを利用して、細胞間に電子およびイオン電流を発生させることであった。そのためには今後、2種類のパイロクロア型セラミックスの微粒子の作製方法、貴金属微粒子の混合方法を検討し、さらにはNO_2ガス検出方法を確立して実証する必要がある。

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (4件)

  • [文献書誌] Takahisa OMATA and Shinya OTSUKA-YAO-MATSUO: "Electrical Properties of Proton Conducting Ca^<2+>-doped La_2Zr_2O_7 with a Pyrochlore-type Structure"J.Electrochem.Soc.. 148(印刷中). (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takahisa OMATA and Shinya OTSUKA-YAO-MATSUO: "Electrical properties of Proton Conducting Ca^<2+>-doped La_2Zr_2O_7 with a Pyrochlore-type structure"J.Electrochem.Soc.. vol.148 (in press). (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takahisa CMATA and Shinya OTSUKA-YAO-MATSUO: "Electrical Properties of Proton Conducting Ca^<2+>-doped La_2Zr_2O_7 with a Pyrochlore-type Structure."J.Electrochem.Soc.. (印刷中). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T. Omata, S. Otsuka-Yao-Matsuo: "Vibrational Spectroscopic and X-Ray Diffraction Studies of Cenum Zirconium Oxider with Co/Zr Composition Ratio=1Prepared by Reduction and Successive Oxidation"J. Solid State Chem.. 147. 573-583 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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