| 研究課題/領域番号 |
19K22047
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分26:材料工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 長岡技術科学大学 |
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研究代表者 |
斉藤 秀俊 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (80250984)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
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| キーワード | 水素 / 炭酸カルシウム / アラゴナイト / 超高圧 / 吸蔵 / 移植医療 / 分子交換 / 真珠層 / カルサイト / 高圧 / 吸脱着 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
炭酸カルシウムの水素吸着吸蔵を応用し最大1500 MPa、超高圧溶液中における水素放出材料に仕上げ、先進移植医療分野とのマッチングをはかる。炭酸カルシウムはカルサイトとアラゴナイトに分けられる。真珠層を構成するアラゴナイトに12 MPaの高圧水素処理を施すことで、高い水素吸着・吸蔵特性を示す。本研究ではこれを超高圧水素下にて水素を吸着・吸蔵させる。先進臓器移植分野では臓器保存液に水素を溶存させることにより臓器内で産生される活性酸素を抑えようとしている。本研究では超高圧下臓器保存液にて水素と水の分子交換による溶液中への水素放出がなされると仮定しその量の温度・圧力特性やpHなど溶液特性を調査する。
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| 研究成果の概要 |
アコヤガイ由来の真珠層（タンパク質とアラゴナイト）を大気中にて熱処理した。タンパク質を除去するのと同時に、アラゴナイトの結晶成長を得るため、大気中にて600℃まで熱処理した。水素を雰囲気とする比表面積測定ならびに12 MPaまでの水素吸着・吸蔵特性を得たところ、比表面積も水素吸着も量としては活性炭に比較して極めて低かった。
アラゴナイト―カルサイト変態はおおよそ400℃で起こる。この変態温度付近で得られた試料について水素雰囲気400 MPaでの超高圧処理を行った。超高圧水素処理したアラゴナイトは純水との分子交換により、大量の水素を水中に放出した。アラゴナイト超高圧水素吸蔵は存在すると言える。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
研究代表者は2002年に窒素含有炭素で水素吸蔵特性を得て以来、炭素系水素吸蔵材料で世界的な吸蔵量チャンピオンデータの中で戦ってきた。ところが先進移植医療分野では炭素よりむしろ炭酸カルシウム（カルサイトとアラゴナイト）の方が生体攻撃性が少なく、よりよい。また水中にて水との分子交換により水素を放出することが肝心だ。
一般的な炭酸カルシウムであるカルサイトは水素を吸わない。ところがアラゴナイトを使うことでその課題がクリアできた。本研究で①長時間にわたり、②きめの細かな水素泡を十分な量にて③外部エネルギーを使用することなく供給できることになり、先進移植医療とのマッチングができるようになった。
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