| 研究課題/領域番号 |
19J10171
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分26040:構造材料および機能材料関連
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
大村 太朗 神戸大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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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 |
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | 高分子微粒子 / セルロース / イオン液体 / 多孔質粒子 / 中空粒子 / 界面 / シリカ / 銀 / 複合材料 / 銀ナノ粒子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
環境問題への関心が高まる中，環境に負荷を与えないセルロース微粒子は，マイクロプラスチックの代替材料として非常に注目されているが，セルロースの難溶解性のために，これまでセルロース微粒子の構造制御の研究は進んでいない状態であった。本研究では，特異なセルロース溶解性を有するイオン液体を溶剤として，セルロース微粒子のモルフォロジー（構造）制御法を確立し，さらに，機能性材料との複合材料の合成へ展開していく。
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| 研究実績の概要 |
① 溶媒放出法(SRM)を利用したセルロース粒子の作製：セルロースの濃度や分子量，および懸濁滴の大きさが構造に与える影響
本検討では，セルロースの分子量（数平均分子量：3, 10, 32万）と懸濁滴内のセルロース濃度（5, 10, 15 wt%）を変えることで，懸濁滴の粘度を変化させ，得られる粒子の構造への影響を調査した。その結果，懸濁滴の粘度が最も高い濃度が15 wt%系と分子量が32万の系のみ，単中空構造にならなかった。これらの結果より，懸濁滴の粘度はセルロースの分子量と懸濁滴内のセルロース濃度に影響を受けており，セルロース粒子の構造を制御する上で重要な因子であることが分かった。
次に，セルロース析出前の懸濁滴の大きさが得られる粒子の構造に与える影響を検討した。まず，上記の系について，セルロース濃度が2 wt%より高い時，懸濁滴が20 ミクロン以上では得られる粒子が単中空構造とはならず，多中空構造となった。上記の結果とこの結果より，セルロースが界面へ相分離する際に，界面への移動距離が長い場合には，セルロースが界面へ移動しきる前に [Emim]Acのアセトンへの溶出が進行し，懸濁滴内の粘度が高くなるため，相分離が不完全な状態（多中空構造）で構造が固定化されたと考えられた。
② アミノ化セルロース粒子を利用した無機微粒子との複合化セルロース粒子の作製
本検討では，弱い還元性を示すアミノ基を多孔質セルロース粒子の構造表面上に導入後，そのアミノ基を還元剤として利用することで，セルロース粒子内部での無機微粒子の合成を試みた。その結果，「セルロース単独粒子より熱安定性の高いセルロース/シリカ複合粒子」と「固定化剤を用いることなく，4-ニトロフェノールの触媒として繰り返し使用できるセルロース/銀複合粒子」の作製に成功した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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