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高温・高圧光学顕微鏡を用いた、超臨界水中での高分子化合物の挙動に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15750109
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 高分子化学
研究機関独立行政法人海洋研究開発機構

研究代表者

出口 茂  独立行政法人海洋研究開発機構, 極限環境生物圏研究センター, サブリーダー (40344296)

研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2004年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2003年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
キーワード超臨界水 / 亜臨界水 / 高温・高圧光学顕微鏡 / その場観察 / セルロース / キチン
研究概要

昨年度は、セルロース、キチン等の多糖類、ポリスチレンなどの合成高分子、シリカ、ガラスなどの無機物、酵母等の微生物を試料として用い、超臨界水を含む高温・高圧水中での挙動を、高温・高圧光学顕微鏡を用いてその場観察し、以下の結果を得た。
1)320℃付近での、セルロースの結晶-不定形転移
2)390℃でのキチンの溶解
3)250℃付近での、酵母細胞の崩壊
3)250℃以上でのポリスチレンビーズの熱膨張と、臨界温度付近での急激な熱分解
4)300℃付近での、シリカ微粒子の速やかな溶解
5)臨界温度近辺での、ガラスビーズの膨潤
本年度は、代表的なエンジニアリングプラスティクスであり、高い耐熱性を有するポリアミドの超臨界水中での挙動を直接観察した。ポリアミドでさえ、超臨界水中、400℃、25MPaにおいて、速やかに加水分解されることがわかった。またこれらの研究成果を取りまとめ、積極的に学会発表を行った。
本研究で得られた結果は、高分子/超臨界水2成分系の相挙動に関する基礎的知見を与えると同時に、高分子材料の分解・リサイクルなどを目指した、超臨界水中での高分子材料の化学反応機構を考える上でも極めて重要である。科学研究全般において、視覚情報は、もっとも基本的な情報である。しかしながら、超臨界水のような、極限的な環境下での現象を対象とした場合には、視覚情報の取得そのものが困難であり、これまで視覚情報の有用性は十分には認識されてこなかった。本研究では、超臨界水中における材料物性の評価、反応条件のプロトタイピング等において、高温・高圧光学顕微鏡によるその場観察が、極めて有用な手段であることも示された。

報告書

(2件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (6件) 文献書誌 (1件)

  • [雑誌論文] 臨界点および超臨界流体中で化学はどう変わるか?2005

    • 著者名/発表者名
      出口 茂, 向井貞篤, 辻井 薫
    • 雑誌名

      化学 60・1

      ページ: 70-70

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 極限環境下の水中における生体高分子-高温・高圧顕微鏡を用いたその場観察-2004

    • 著者名/発表者名
      出口 茂, 辻井 薫, 掘越弘毅
    • 雑誌名

      第53回高分子学会年次大会予稿集 53・1

      ページ: 1906-1906

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Porous Cellulose as a New Solid Plate for Bacterial Culture2004

    • 著者名/発表者名
      S.Deguchi, M.Tsudome, Y.Shen, K.Tsujii, S.Ito, K.Horikoshi
    • 雑誌名

      Book of Abstracts for 2nd International Congress on Biocatalyst

      ページ: 52-52

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 臨界ゆらぎおよび超臨界水中のコロイドの挙動2004

    • 著者名/発表者名
      出口 茂
    • 雑誌名

      第57回コロイドおよび界面化学討論会講演要旨集

      ページ: 257-257

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 極限環境の水中での生体由来物質の挙動2004

    • 著者名/発表者名
      出口 茂, 光澤茂信, 辻井 薫, 掘越弘毅
    • 雑誌名

      第45回高圧討論会講演要旨集 14

      ページ: 157-157

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 有用微生物探索のためのメゾポーラスセルロース材料2004

    • 著者名/発表者名
      出口 茂, 津留美紀子, 沈 一紅, 辻井 薫, 伊藤 進, 掘越弘毅
    • 雑誌名

      第13回ポリマー材料フォーラム講演予稿集

      ページ: 166-166

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] 出口 茂: "極限環境下の水とコロイド科学"表面. (印刷中).

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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