| 研究課題/領域番号 |
21K14454
|
|---|
| 研究種目 |
若手研究
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
小区分27020:反応工学およびプロセスシステム工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 東京工業大学 |
|---|
研究代表者 |
織田 耕彦 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (80883149)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
|
|---|
| キーワード | Supercritical CO2 / nanoparticle / Surface modification / synthesis / extraction / hot-compressed water / 超臨界CO2 / 酸化鉄 / 水熱 / 合成 / 抽出 / supercritical CO2 / iron oxide nanoparticles / surface modification / supercritical extraction / hydrothermal synthesis / flow process / metal oxide nanoparticle / organic modification / slug flow |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
高密度磁気記録デバイスの産業実用化に向けては，均一粒径・高修飾率の有機修飾ナノ粒子を連続・大量合成するプロセスの確立が必要となる．本研究は，「二段反応場を利用した粒子の形成場と成長場の分割」と「超臨界CO2＋水系のセグメント空間」の融合を念頭に置いた，有機修飾ナノ粒子の連続合成プロセスの構築・設計を目的とする．研究目的の達成に向け，以下の項目を遂行する．
[A] 界面活性剤と相溶する高温高圧水中における有機修飾ナノ粒子の形成機構解明
[B] 水＋超臨界CO2系のセグメント空間における有機修飾ナノ粒子の成長機構解明
[C] 統計熱力学モデルと分子情報を利用した水＋超臨界CO2系の相平衡挙動の把握
|
| 研究成果の概要 |
本研究課題では，高温高圧水中での表面修飾Fe3O4ナノ粒子の合成と表面構造の制御に成功してきた．また，超臨界CO2中でのFe2O3ナノ粒子の合成と粒径・凝集性・表面構造の制御にも世界で初めて成功した．加えて，超臨界CO2下でCO2自身が金属酸化物の形成を駆動し，低温セラミクス創成を可能にするという新奇な現象も見出した．更には，超臨界CO2を用いて，水相中の表面修飾ナノ粒子をほぼ100%の効率で抽出回収可能であることも実証し，水-超臨界CO2の界面にナノ粒子が集積する現象も見出した．以上の研究成果は，学術論文4編，学会発表18件（うち招待講演1件）の研究実績に繋がっている．
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究課題を通じて，金属酸化物系の表面修飾ナノ粒子に対して，「水熱下での晶析機構」，「超臨界CO2中での晶析機構」，「水相から超臨界CO2への抽出挙動」に関する多くの知見を創出することに成功した．特に，超臨界CO2を活用した表面修飾ナノ粒子の合成・抽出は，本研究課題が初めて開拓した学術領域であり，CO2自身による反応駆動効果や水－超臨界CO2界面での粒子集積といった新奇な現象も見出された．従って，これらの研究成果は，CO2利用工学・超臨界流体工学に新たな学術領域を創出し，従来にはない合成・抽出技術へと昇華しうる点に，学術的意義・社会的意義を有している．
|
