| 研究課題/領域番号 |
17H03081
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
分析化学
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| 研究機関 | 埼玉工業大学 |
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研究代表者 |
丹羽 修 埼玉工業大学, 先端科学研究所, 教授 (70392644)
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| 研究分担者 |
加藤 大 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (80533190)
芝 駿介 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 助教 (70823251)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2019年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2017年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
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| キーワード | 電気化学 / オリゴ糖類検出 / 金属ナノ粒子 / 半コアシェル構造 / ヘテロダイマー / 窒素化 / メッキ / 糖類 / スパッタリング / カーボン薄膜 / コアシェル構造 / オリゴ糖 / HPLC / ナノアロイ / ヘテロジャンクション / アルコール類 / 電気化学分析 / 電極材料 / 糖類分析 / コアシェルナノ粒子 / オリゴ糖検出 / 電気分析化学 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、共スパッタ法と電析法を組合わせ、オリゴ糖などの分子量の大きな糖類に強い触媒的な酸化反応を行う半コアシェル構造の合金ナノ微粒子が埋め込まれたカーボン薄膜電極の開発を目的として研究を行った。パラジウム（Pd)とカーボンを共スパッタすることで、得られたPdナノ粒子埋め込みカーボン薄膜のPd部分のみに、過電圧の差を利用してニッケル(Ni)層を選択的に形成することで、PdがNi層に覆われた半コアシェルナノ粒子を形成した。得られた粒子は、Ni単独のナノ粒子に比較し、表面水酸化物が酸化還元する速度が著しく向上し、オリゴ糖の酸化に関しても電流値が大幅に向上するなど、優れた電気化学触媒活性を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で実現したNi-Pd半コアシェルナノ粒子埋め込みカーボン薄膜電極は、研究期間内に実証したオリゴ糖の高感度な分析に役立つだけでなく、グルコースなどの酸化に対しても有効であり、酵素を使わない血糖センサ開発の基礎としても意義がある。また、この構造は、金属の組み合わせが多様であり、燃料電池分野などで、糖やアルコールなどを用いて高い触媒酸化特性を示す電極の開発手段として、学術的あるいは、社会や産業的にも意義があると考えられる。
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