| 研究課題/領域番号 |
21K12306
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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64030:環境材料およびリサイクル技術関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
ジンチェンコ アナトーリ 名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (00432352)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023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)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021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 | DNA / 廃棄物リサイクル / 水熱合成 / マイクロ波合成 / 炭素ナノ材料 / センシング / biomass / carbon nanomaterials / fluorescent nanomaterial / biodots / pyrolysis / microwave processing / metal ion sensing / mercury ion sensing / ナノ材料 / マイクロ波処理 / 熱分解 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
現在、糖由来のバイオマスがナノ材料の作製のため幅広く利用される一方、自然界に豊富に存在する核酸（DNA）からの材料作製技術がほとんど無い。本研究では、魚の白子から抽出させるDNAなどを用いて、DNAの水熱処理、マイクロ波処理および加熱分解処理によりカーボンナノ材料の作製技術を開発する。得られたナノ材料の特性評価を行い、吸着分離、センシング、バイオイメージングなどの分野において応用性を検討する。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、廃棄バイオマス由来DNAの利用に注目し、機能性カーボンナノ材料の作製技術の開発を目的としている。従来、多糖類系バイオマスからマテリアル作製に関する研究が多かったが、本研究はバイオマスDNAを対象に、熱水処理、マイクロ波処理、および熱分解法を用いて機能性材料を作製を行った。水熱法やマイクロ波法により、DNAから蛍光ナノ材料を合成し、ドーピングによる蛍光特性を制御することに成功し、DNA由来バイオドットは重金属センシングに応用できることを示した。本研究の成果により、熱処理技術を用いたDNAバイオマス由来マテリアルの範囲が拡大し、持続可能なバイオマス処理技術を確立できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、魚の白子など廃棄バイオマス系DNAを利用した機能性カーボンナノ材料の製造技術を開発した点で学術的に重要ある。従来の多糖類バイオマス利用研究の枠を広げ、DNAを対象にした水熱処理、マイクロ波処理、熱分解法を体系的に確立して、DNAバイオマスの応用可能性を広げた。本研究は、廃棄バイオマスDNAを有用資源として活用する新技術を提供し、持続可能な資源利用に貢献している。また、DNA由来の蛍光ナノ材料を用いた水銀など重金属検出は、環境汚染監視や公衆衛生保護に役立つ可能性があり、廃棄物の高付加価値化を通じて循環型社会の実現に寄与している。
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