| 研究課題/領域番号 |
19K05214
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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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 | 九州大学 |
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研究代表者 |
村山 美乃 九州大学, 理学研究院, 准教授 (90426528)
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| 研究分担者 |
徳永 信 九州大学, 理学研究院, 教授 (40301767)
本間 徹生 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 産業利用・産学連携推進室, 主幹研究員 (50443560)
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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 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 担持金ナノ粒子 / 金－アミノ酸錯体 / X線吸収微細構造 / 選択的吸着剤 / メスバウアー分光法 / 金―アミノ酸錯体 / 塩基 / αアミノ酸 / X線吸収分光法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
粒子径が数 nm以下の微小な金ナノ粒子の特性を応用する研究が広まっている。しかし，コロイド溶液よりも実用に適した担持金ナノ粒子の調製法は，前駆体が塩化金酸にほぼ限られていることが原因で，ナノ粒子材料の機能の一端を担う担体の選択が制限されるという課題がある。そこで，本申請では担体の有する種々の特性に適した，簡便で低コストな金ナノ粒子固定化法を確立することを目標とする。そのために，分子構造の自由度の高いアミノ酸を配位子とした金錯体を新たに合成し，これを前駆体として用いる。アミノ酸の官能基によって担体－前駆体間の相互作用を最適化し，金の粒子径を制御することを目的とする。
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| 研究成果の概要 |
シリカや活性炭などの担体上に，微小な金ナノ粒子を含浸法で固定化するための前駆体として，種々のアミノ酸（β-アラニン，γ-アミノ酪酸，トリプトファン，ヒスチジン，チロシン，アスパラギン酸）を金に配位させ，水溶性が高く，塩化物イオンを含まない金―アミノ酸錯体を合成した。これらを前駆体とすると直径が3 nm以下の金ナノ粒子を担持できた。Au L3端XAFS，197Auメスバウアーなどによる構造解析，さらにTG-DTAなどによる熱分析の結果，Au(3価)平面4配位構造とAu(1価)直線2配位構造があり，水素または空気下での焼成において還元過程を最適化することで，粒子径を2 nm以下とすることもできた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
粒子径が数 nm以下の微小な金ナノ粒子の特性を応用する研究が広まっている。金ナノ粒子を担体上に固定化することは分離，回収，再利用や大スケールでの取り扱いの容易さの点から，実用に適しているといえる。しかし，その調製法において前駆体が塩化金酸にほぼ限られていることが原因で，ナノ粒子材料の機能の一端を担う担体の選択が制限されるという課題があった。本研究では，前駆体として水溶性が高く，塩化物イオンを含まない金－アミノ酸錯体を新規合成した。これまで金ナノ粒子の固定化が難しかったシリカや活性炭上に最小で2 nm以下の金ナノ粒子を担持することができ，今後の金ナノ粒子応用研究に貢献することが期待される。
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