| 研究課題/領域番号 |
20K12220
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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64020:環境負荷低減技術および保全修復技術関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
後藤 知代 大阪大学, 高等共創研究院, 准教授 (60643682)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | リン酸カルシウム / ソルボサーマル合成 / 水熱合成 / 結晶形態 / 水酸アパタイト / 収着 / 光学特性 / ハイドロキシアパタイト / 環境浄化 / インジケータ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
リン酸カルシウムは動物や人の骨の無機成分として知られており、怪我を治療する材料として医療現場で広く使用されている。また、水中の汚染物資を材料に取り込み水を綺麗にする吸着剤としても利用可能である。そこで本研究では、材料の構造を任意に作り変えることで、汚染物質の取り込み量を高めるとともに、どの程度汚染物質を取り込んだかを光学的な変化で判別しやすい機能を持つ環境浄化材料の開発を目指す。
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| 研究実績の概要 |
水酸アパタイト（HAp）は、骨の無機主成分としても知られるリン酸カルシウムの一種であり、優れた骨親和性を有するとともに、露出する結晶面に依存した特異な有機物吸着特性や、陽陰イオン交換特性を示すことが知られている。これらの特性を利用すれば、生体材料への応用のみならず水や大気汚染物質を除去する吸着材料や触媒担体等の環境浄化材料としての利用が期待される。本研究では、水熱合成法を利用し種々のHAp結晶形態・構造を制御したHAp結晶を合成し、外部環境下の変化に対して光学特性が変化するインジケータ型環境浄化材料への応用を視野に、HApの有する光学特性機能の解明を研究目的とする。
前年度までの結果から、尿素分解法等の水熱合成により種々の結晶形態や炭酸含有HApを合成するとともに、市販試薬と比較すると炭酸含有HApは蛍光スペクトルが400～450 nmの範囲でわずかに発光特性を示す傾向が示唆された。ただし、既報で報告されているような結晶形態による差は認められなかったことから、2023年度では、種々のリン酸カルシウムとカルシウム塩から水熱合成またはアルコールを用いたソルボサーマル合成により種々のサイズや形態を有するHAp結晶を合成した。その結果、カルシウム塩の種類を変えることで、平板状や短ロッド状等の種々の結晶形態に作り分けることができた。一方、生成速度低減による結晶サイズ制御を目的としたアルコールを用いたソルボサーマル合成では、水に対するアルコール比が高くなるほど結晶サイズが大きくなる傾向が観察された。これは、研究代表者の過去の結果と逆の傾向であり、原料に用いたリン酸カルシウムの結晶性やサイズの差が影響している可能性が示唆された。一部の合成研究については学会発表を行うとともに、本研究課題と関係する水処理用環境浄化材料の関連研究について国際会議発表などを行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
2023年度は、前年度までのHAp結晶の合成研究や光学特性評価の結果を参考に、新たな合成手法により種々の結晶形態を有するHAp結晶を合成するとともに、その生成条件と形態や組成の関係について考察することができた。しかし、当初予定していた本研究課題に対する研究結果の取得と成果の論文報告は完了できておらず、期間延長による実験継続を選択しているため、進捗状況はやや遅れていると判断できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年度となる2024年度は、これまで得られたHAp結晶組成の微細構造分析をひきつづき進めるとともに光学特性測定等の実験を実施する。これまで得られた研究結果を総括して、本研究の目的としている水環境浄化材料としてのHApの光学特性の応用可能性について検討する。
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