| 研究課題/領域番号 |
18KK0382
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分28030:ナノ材料科学関連
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| 研究機関 | 東京学芸大学 |
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研究代表者 |
佐藤 公法 東京学芸大学, 教育学部, 教授 (00401448)
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| 研究期間 (年度) |
2019 – 2021
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
14,950千円 (直接経費: 11,500千円、間接経費: 3,450千円)
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| キーワード | 二次元物質 / 機能性ナノ空間 / 二酸化炭素吸着 / 二次元ナノ凝集体 / 機能性超空間 / 二次元ナノ物質 / ケイ酸塩鉱物 |
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| 研究成果の概要 |
粘土鉱物凝集体の基本ユニットである二次元ナノシートのオーバーラップはナノスケールの空間を生成し，空間内部にナノシートエッジのような活性サイトを有する．このようなナノ空間への二酸化炭素吸着について，固体核磁気共鳴およびポジトロニウムを用いたナノ空間解析により調べた．二酸化炭素は常温常圧でナノ空間内表面に物理吸着する．一方で，ナノシートエッジに弱くイオン結合した酸素原子を大気中でピックオフし，炭酸塩イオンとして活性化する．これにより，二酸化炭素がナノ空間内表面のアルカリ金属イオンに化学吸着される．上記ふたつの二酸化炭素吸着はアルカリ金属イオン濃度に敏感に影響されることがわかった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
粘土鉱物のようなごくありふれた物質に対して，基本ユニットである二次元ナノシートのオーバーラップにより作り出されるナノ空間および空間内表面の局所構造を明らかにしたこと，そこで特異的な二酸化炭素吸着能があること，さらに二酸化炭素吸着能がセシウムイオンなど層間のアルカリ金属イオン濃度に敏感に影響されることを見出したことは学術的に意義がある。本研究で見出した二酸化炭素吸着は酸性溶液等を用いることなく常温・常圧で即座に起こる。このことは，エネルギー消費を伴わず，さらには廃液排出もなく二酸化炭素固定化が実現することを意味しているおり，カーボンリニュートラルの観点からも意義がある．
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