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酵素・固体触媒によるカスケード反応を実現する機能性ナノ材料の創成

研究課題

研究課題/領域番号 17KK0124
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)

配分区分基金
研究分野 反応工学・プロセスシステム
研究機関山口大学 (2018-2023)
東北大学 (2017)

研究代表者

石井 治之  山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (80565820)

研究期間 (年度) 2018 – 2023
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
キーワード金ナノ粒子 / 金マイクロチューブ / 触媒反応 / グリーンケミストリー / 固体触媒 / 酵素 / カスケード反応 / マイクロチューブ / 3次元集積体 / ナノ粒子 / ナノ材料 / 触媒・化学プロセス / 化学工学 / ナノバイオ
研究成果の概要

本研究では固体触媒・酵素を組み合わせた反応プロセスの構築の可能性を検証するため研究を行った。まず、紫外・可視スペクトルのモニタリング技術により金ナノ粒子の生成過程や各種触媒反応を迅速に評価できる手法を開発した。この中で、金ナノ粒子触媒は、酵素が失活するような厳しい条件においてもその機能を維持することがわかった。省エネルギーでグリーンな金マイクロチューブを自発形成させる技術を見出した。ナノ粒子集積体では困難であるセンチメートルスケールの長さで、金マイクロチューブの作製に成功した。この金マイクロチューブに、他の酵素・固体触媒を共存・担持させることでカスケード反応を実現できる触媒材料創成が期待できる

研究成果の学術的意義や社会的意義

触媒試験の迅速評価表および金マイクロチューブの作製法は、従来よりも効率的なプロセスであり、波及できれば触媒およびナノ粒子集積体の研究分野の発展が期待できる。特に、金マイクロチューブの作製法はただ静置するだけの手法であり、エネルギーおよびコストのかからない新たなグリーンな手法と考える。

報告書

(7件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2023 2022 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (32件) (うち国際学会 6件、 招待講演 5件) 備考 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] ETH Zurich(スイス)2018

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 金ナノ粒子分散液中での金マイクロチューブの形成2023

    • 著者名/発表者名
      石井治之、吉原雅人、幡井和哉
    • 学会等名
      ナノ学会第21回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 金ナノ粒子の生成過程および触媒反応における紫外・可視スペクトルのモニタニリング2023

    • 著者名/発表者名
      國貞明里、冨尾哲也、石井治之
    • 学会等名
      ナノ学会第21回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ナノ粒子集積型の金マイクロチューブ作製法2023

    • 著者名/発表者名
      石井治之
    • 学会等名
      大学見本市2023~イノベーション・ジャパン
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 没食子酸を用いた金ナノ粒子の形状制御に関する検討2023

    • 著者名/発表者名
      幡井和哉、吉原雅人、石井治之
    • 学会等名
      中四国若手CE合宿2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 金ナノ粒子分散液中での粒子集積化現象の観察・評価2023

    • 著者名/発表者名
      吉原雅人、幡井和哉、石井治之
    • 学会等名
      化学工学会第54回秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 金ナノ粒子の水相における触媒反応のモニタリング2023

    • 著者名/発表者名
      國貞明里、山下颯斗、石井治之
    • 学会等名
      化学工学会第54回秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 没食子酸還元法による金ナノ粒子の形状制御および集積体作製2023

    • 著者名/発表者名
      幡井和哉、吉原雅人、石井治之
    • 学会等名
      化学工学会第54回秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Nanoparticle-based Green Designs of Porous Materials2023

    • 著者名/発表者名
      Haruyuki Ishii
    • 学会等名
      International Mini-Symposium and Workshop “Advanced Technologies and Membrane-Assisted Processes for Hydrogen Production, CO2 Conversion, and Green Energy and Chemistry"
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A facile preparation and a unique assembly of gold nanoparticles2023

    • 著者名/発表者名
      Haruyuki Ishii
    • 学会等名
      Symposium on “Engineering Science of Organized Biomolecular Assemblies and Particles”
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 中空メソポーラスシリカ粒子のワンポット合成法における形態制御2023

    • 著者名/発表者名
      松田啓太郎、上田武蔵、石井治之
    • 学会等名
      第11回日本化学会中国四国支部大会 山口大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 金ナノ粒子分散液中で自発形成する金マイクロチューブの観察・評価2023

    • 著者名/発表者名
      吉原雅人、幡井和哉、原田信之、石井治之
    • 学会等名
      第11回日本化学会中国四国支部大会 山口大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] オレイン酸ナトリウムを鋳型としたメソポーラスシリカ粒子の形態制御2023

    • 著者名/発表者名
      上田武蔵、松田啓太郎、石井治之
    • 学会等名
      第26回化学工学会学生発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 植物に含まれる有機化合物を用いた金ナノ粒子材料開発2023

    • 著者名/発表者名
      吉原雅人、幡井和哉、Peter Walde、〇石井治之
    • 学会等名
      第6回ナノ材料科学・応用研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 金ナノ粒子触媒の簡便な評価法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      〇國貞明里、石井治之
    • 学会等名
      第25回化学工学会学生発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属ナノ粒子水分散液中でのナノ粒子マイクロチューブの作製2023

    • 著者名/発表者名
      〇幡井和哉、吉原雅人、石井治之
    • 学会等名
      第25回化学工学会学生発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 環境に優しいナノ粒子材料の開発プロセス2022

    • 著者名/発表者名
      〇石井治之
    • 学会等名
      令和4年度中四国熱科学・工学研究会研究討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Simple syntheses and assemblies of gold nanoparticles2022

    • 著者名/発表者名
      〇Haruyuki Ishii
    • 学会等名
      Global Virtual Summit on Nanoscience & Nanotechnology
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 環境低負荷な金ナノ粒子材料開発プロセスの検討(ポスター)2022

    • 著者名/発表者名
      吉原雅人、幡井和哉、〇石井治之
    • 学会等名
      山口大学研究推進体「先端的計測・分析基盤技術の創出」×「文化・芸術まで科学する物質構造解析研究」×物質構造解析研究会 ジョイントセミナー
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 環境に優しく簡便な金ナノ粒子材料開発プロセス(ポスター)2022

    • 著者名/発表者名
      〇石井治之
    • 学会等名
      化学工学会 中四国支部産学合同コロキウム2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 各種メソポーラスシリカ粒子への発光体フリーでの蛍光付与(ポスター)2022

    • 著者名/発表者名
      〇松田啓太郎、石井治之
    • 学会等名
      化学工学会 中四国支部産学合同コロキウム2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] オレイン酸ナトリウムを用いた中空メソポーラスシリカ粒子の形態制御(ポスター)2022

    • 著者名/発表者名
      〇松田啓太郎、石井治之
    • 学会等名
      化学工学会第53回秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ZnOナノ粒子を複合化したプラスチックフィルムの作製(ポスター)2022

    • 著者名/発表者名
      〇葛谷和弘、石井治之
    • 学会等名
      化学工学会第53回秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] クエン酸修飾金ナノ粒子分散液中の三次元構造体の自発形成(ポスター)2022

    • 著者名/発表者名
      〇吉原雅人、幡井和哉、石井治之
    • 学会等名
      化学工学会第53回秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Handling of nanoparticle dispersions for novel material designs2022

    • 著者名/発表者名
      Haruyuki Ishii
    • 学会等名
      Materials Info 2021 (3rd Virtual Congress on Materials Science & Engineering)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 植物に含まれる有機化合物を用いた金ナノ粒子合成における粒子生成過程の考察2022

    • 著者名/発表者名
      吉原雅人、石井治之
    • 学会等名
      第24回化学工学会学生発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] アニオン性界面活性剤を用いたメソポーラスシリカ粒子の形態制御2022

    • 著者名/発表者名
      松田啓太郎、石井治之
    • 学会等名
      第24回化学工学会学生発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Facile syntheses of functional nanoparticles via environmentally-friendly processes2020

    • 著者名/発表者名
      Haruyuki Ishii
    • 学会等名
      International Conference on Engineering and Industrial Technology (ICEIT 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A rapid-time colorimetric assay for understanding catalytic activities of metal nanoparticles2020

    • 著者名/発表者名
      Haruyuki Ishii
    • 学会等名
      Symposium on “Engineering Science of Bimolecular and Membrane Systems
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金ナノ粒子触媒による液相酸化反応の比色分析法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      冨尾哲也、Peter Walde、石井治之
    • 学会等名
      化学工学会 第51回秋季大会 (2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 機能性ナノ粒子の環境低負荷型合成法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      石井治之
    • 学会等名
      化学工学会第85年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] How to effectively employ surfactants for environmentally-friendly productions of functional particles2019

    • 著者名/発表者名
      Haruyuki Ishii
    • 学会等名
      3rd Symposium of Blue Energy Center for SGE Technology (BEST)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 界面活性剤集合体を利用した機能性微粒子合成の新展開2019

    • 著者名/発表者名
      石井治之
    • 学会等名
      第 13 回中四国若手 CE 合宿 (化学工学会中国・四国支部)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 石井研究室

    • URL

      http://141.kankyo.yamaguchi-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 石井研究室ホームページ

    • URL

      http://141.kankyo.yamaguchi-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
  • [備考] 山口大学工学部循環環境工学科 石井研究室

    • URL

      http://141.kankyo.yamaguchi-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] 金マイクロチューブの製造方法2022

    • 発明者名
      石井治之、吉原雅人
    • 権利者名
      山口大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2022-033670
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2018-01-25   更新日: 2025-01-30  

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