| 研究課題/領域番号 |
21J10967
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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36010:無機物質および無機材料化学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
白井 宏明 大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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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 |
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
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| キーワード | 無機顔料 / 優環境型 / 二価銅イオン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、Cu2+を発色源とする新規な青色または緑色の優環境型無機顔料を開発する。合成した顔料の色彩を色彩色差計により随時評価し、青色または緑色顔料として最も適切な発色を示すように、構成元素や組成、母体構造を最適化する。そして、得られた顔料について、試料中に含まれる着色元素がどのような因子によりその色彩を変えるのかを明らかにし、発色機構を解明するとともに、そこから得られた知見を新しい顔料の設計にフィードバックし、色純度（原色性）を向上させることで、さらに鮮やかな色彩を有する新規な優環境型の無機顔料を創成する。
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| 研究実績の概要 |
令和3年度は、Cu2+を発色源とする優環境型青色無機顔料の創製を目指した。
新規な顔料母体として、平面型CuO4ユニットを有しており、青緑色を呈するLi2Cu5(PO4)4を選択し、そのLi+サイトをよりイオン半径が大きいNa+で部分置換し、CuO4ユニットの歪みを意図的に増大させることで、電荷移動吸収およびd－d遷移吸収を制御した。Na+を添加することで、CuO4ユニットの歪みによりCu-O間距離が増大した結果、d－d遷移吸収の中で最も短波長側に位置する2B1g → 2A1gの吸収が増大かつ長波長シフトし、約520 ～ 560 nmの緑色領域における吸収量が増大することを見出した。その結果、合成した試料の中で、(Li0.90Na0.10)2Cu5(PO4)4が高い青色度（－b* = 39.4)および純粋な青色を示す270°に近い色相角 (H° = 246.0°)を示すことを明らかにした。
また、構造が未知のNa4Cu(PO4)2を新規顔料母体として選択し、Cu2+サイトを異なる電気陰性度やイオン半径を有するMg2+、Ca2+、またはZn2+で部分置換した。その結果、平面形CuO4ユニットを含む化合物と同様、Cu2+と比較して同等のイオン半径を有しているものの電気陰性度が低いMg2+を添加することで生じるCu2+周囲の局所構造歪みにより、電荷移動吸収およびd－d遷移吸収における吸収効率の変化およびシフトが生じ、青色領域の反射率が増大することを見出した。中でもNa4Cu0.85Mg0.15(PO4)2が最も高い青色度（－b* = 38.2)を示すことを明らかにした。
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| 現在までの達成度 (段落) |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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