研究課題/領域番号 |
21K12317
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研究種目 |
基盤研究(C)
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配分区分 | 基金 |
応募区分 | 一般 |
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 | 地方独立行政法人大阪産業技術研究所 |
研究代表者 |
吉岡 弥生 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 和泉センター, 主幹研究員 (00359407)
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研究分担者 |
永廣 卓哉 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 和泉センター, 研究員 (70806778)
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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 |
交付 (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)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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キーワード | 無機高分子複合微粒子 / コアシェル型 / 界面 / 吸着能 / 高分子無機複合微粒子 / 構造制御 / コアシェル型無機-高分子複合微粒子 / 界面制御 / 吸着担体 / 高選択的吸着能 |
研究開始時の研究の概要 |
使用環境に応答し特定の機能を発揮するインテリジェント微粒子は、吸着担体、徐放担体や医療用検査薬などへの応用が期待できる。その開発においては、最適な材料選定のほか、有機化合物の芳香環や官能基に由来する分子間相互作用も踏まえた材料設計が求められる。そこで、本研究においては、官能基を有する芳香族高分子を無機微粒子に被覆したコアシェル型無機-高分子複合微粒子を作製し、特定物質に高い選択性を示す吸着担体の作製条件を抽出する。また、複合化メカニズムを解明し、異種材料間の界面制御を行うことで多様な複合微粒子を作製する。さらに、色素や金属イオンに対する高選択的吸着能の発現を目指し、吸着メカニズムを解明する。
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研究実績の概要 |
使用環境に応答し特定の機能を発揮するインテリジェント微粒子は、吸着担体、徐放担体や医療用検査薬などへの応用が期待でき、一部実用化されている。これらのなかでも、コアシェル型無機高分子複合微粒子は、異なる構造や特性を有するコア部とシェル層の協同作用による多様な機能発現が可能であることから、新規微粒子の開発において注目されている。 前年度の研究では、主鎖構造や官能基の導入量が異なる複数の芳香族ポリアミドを多孔質シリカ微粒子に被覆した複数のコアシェル型複合微粒子の作製条件を見出した。そこで、今年度においては、これらの作製条件をさらに検討し確立したほか、本反応系における合成ファクターがシェル層である高分子の表面構造や被覆量に及ぼす影響についても明らかにした。また、本反応系では、高分子を無機微粒子にシランカップリング剤などを介さす直接複合化しているため、その界面については不明な点が多かった。このようなことから、本反応系とシランカップリング剤処理を含む反応系とを比較することで、微粒子の表面特性や界面間の状態についても分子レベルから解明することができた。 一方、作製した複合微粒子を用い、水溶液中における各種色素および金属イオンの吸着能を評価したところ、両者において分離選択性を示すことや、吸着能と高分子の化学構造との相関についても一部明らかになった。また、例えば、今回評価した染料の1つであるローダミンBにおいては、本反応系で得られた複合微粒子はシランカップリング剤を介して作製した複合微粒子と同程度の高い吸着能を示すことが分かった。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
化学構造および特性の異なる芳香族ポリアミドを多孔質シリカ微粒子に被覆した複数のコアシェル型無機高分子複合微粒子を作製するとともに、反応因子が高分子層形成に及ぼす影響を明らかにした。このような結果を踏まえ、他の高分子との複合化も可能であると思われる。また、特定の反応系における無機微粒子と高分子との界面解析により、複合化におけるより詳細な情報を得ることができた。一方、作製した複合微粒子における各種色素や金属イオンに対する吸着能についても評価を行い、データを収集した。このようなことから、今年度の研究内容は、当初の研究計画に対して順調に進展しており、次年度に十分に繋げることができる。
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今後の研究の推進方策 |
得られた複合微粒子における無機微粒子と高分子との反応や特性をさらに詳細に評価・検討し、界面状態や複合化メカニズムの解明に取り組む。また、各種色素や金属イオンに対する吸着能評価の結果を踏まえて、分離選択性のほか、高分子層と吸着能の相関についても検討を行う。さらに、次年度は本研究の最終年度であることから、研究成果発表に向けたより詳細なデータ収集や検討を行う。
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