| 研究課題/領域番号 |
19H02495
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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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| 審査区分 |
小区分27010:移動現象および単位操作関連
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
田村 和弘 金沢大学, 機械工学系, 教授 (20143878)
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| 研究分担者 |
多田 薫 金沢大学, 機械工学系, 助教 (20190811)
内田 博久 金沢大学, フロンティア工学系, 教授 (70313294)
春木 将司 金沢大学, 機械工学系, 准教授 (90432682)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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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 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2020年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
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| キーワード | ナノコンポジット / ナノダイヤモンド / 超臨界二酸化炭素 / 表面修飾 / 分散性制御 / 溶解度 / 表面化学修飾 / 高圧域溶解度 / 機能性ナノコンポジット |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の概要は，超臨界CO2を用いたバイオナノコンポジットの創製技術とその分散性制御設計の確立をするため, 超臨界CO2を用いて，バイオマーカーとして利用が期待されるナノダイヤモンド粒子表面に表面改質剤を化学修飾させ，分散性制御できるバイオナノコンポジットの創製法について検討する。そのため，基礎的知見となる超臨界CO2中での表面改質剤の溶解度測定とその推算法の開発及びナノダイヤモンド粒子表面での化学修飾反応機構について解明する。
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| 研究成果の概要 |
超臨界CO2を用いたナノダイヤモンド粒子表面化学修飾プロセス開発を行った。表面化学修飾剤（ステアリン酸及びパラアミノ安息香酸）を用いて，ナノダイヤモンド表面での修飾量と操作条件の関係及び表面改質剤の相状態による影響を明らかにした。また，修飾ナノ粒子表面での化学結合状態について，赤外吸収スペクトル，熱重量分析，透過型電子顕微鏡等により，有機溶媒中での分散性平均粒度分布測定により明らかにした。さらに表面改質剤濃度が化学反応機構に大きく影響を与えるため，超臨界CO2中での表面改質剤の溶解度を，測定装置を開発し，溶解度の挙動を明らかにした。また，各種状態式による熱力学的解析と計算手法の開発を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
超臨界CO2の安全性と優れた溶媒特性を利用した環境配慮型ナノ粒子表面化学修飾プロセス開発を行った。学術的には，超臨界CO2を用いたナノダイヤモンド粒子表面での表面改質剤の修飾量とその反応機構及び超臨界CO2中の表面改質剤の溶解度測定とその推算法の開発を行った。具体的には，ナノダイヤモンド表面で，ステアリン酸等により表面水酸基とエステル結合が形成され，親水性であったナノダイヤモンド表面が疎水化され，有機溶媒中で安定的な分散性が著しく向上されることを示した。社会的には，従来の溶媒浸漬法の代替として，超臨界CO2による環境配慮型ナノコンポジット創製技術を創出した。また，この成果をもとに特許出願した。
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