| 研究課題/領域番号 |
20K15326
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分34030:グリーンサステイナブルケミストリーおよび環境化学関連
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| 研究機関 | 久留米工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
小袋 由貴 久留米工業高等専門学校, 材料システム工学科, 助教 (80804004)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 鉄系複合酸化物 / 顔料 / 遮熱 / 多核金属錯体 / 異種元素添加 / 近赤外線反射 / 遮熱無機顔料 / 赤外線反射特性 / L*a*b*表色系 / 第一原理計算 / 無機顔料 / 複合酸化物 / ドーピング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、低環境負荷な材料として鉄系複合酸化物を取り上げ、①熱安定な鉄系複合酸化物ナノ粒子の創製、②ナノ粒子の微細構造の明確化、③熱安定化の発現メカニズムの解明に取り組むことで、グリーンサステイナブルケミストリーの発展に寄与することを目的とする。さらに、粒子サイズや形状、光吸収特性を制御し、近赤外線反射特性を備えた新たな酸化物顔料の開発を目指す。
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| 研究成果の概要 |
鉄系複合酸化物ZnFe2O4をベースとした近赤外線反射顔料（遮熱顔料）の開発に取り組んだ。顔料の近赤外線反射能を向上させるには、酸化物の発色性の制御と粒子径の整った顔料粒子の調製が必要である。種々の第三成分の元素を添加した試料を合成し、その形状特性（粒子サイズ，形態）や色調、近赤外線反射特性を評価した。微量のLaを添加することでZnFe2O4結晶子が微粒子化され、その近赤外線反射特性が高まることを明らかにした。局所構造観察から、添加されたLaはZnFe2O4粒子の界面に存在して結晶子成長を抑制し、粒子の微細構造や粒子表面での光反射特性に影響を与える可能性が示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ヒートアイランド現象の緩和のため、近赤外線反射性能の優れた遮熱材料の開発が求められている。本研究では、資源量が豊富で環境負荷の小さい鉄系複合酸化物を母材として活用し、ありふれた元素の組み合わせで、顔料の光学的挙動や粒子形態の制御を目指している点に社会的意義がある。また、異種元素の添加効果の解明は材料科学の観点から非常に重要であり、学術的にも意義がある。
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