| 研究課題/領域番号 |
22K04810
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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27010:移動現象および単位操作関連
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| 研究機関 | 千葉工業大学 |
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研究代表者 |
工藤 翔慈 千葉工業大学, 工学部, 助教 (50735008)
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| 研究分担者 |
岡田 洋平 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (80749268)
工藤 まゆみ 群馬工業高等専門学校, 物質工学科, 准教授 (70747708)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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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)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 結晶形状の変化 / オゾン溶解速度 / 晶析 / 粒子群特性 / オゾン処理 / 過飽和操作 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
晶析操作での結晶粒子群製造では、平均粒径や粒径分布、結晶形態などの結晶特性を作り分けるために、過飽和操作の工夫や添加物を用いる方法が提案されてきた。添加物を用いる方法では、要となる添加物の選択指針として「結晶化成分と類似の構造を持つこと」が示されている。その具体的な添加物の選択方法として、本研究ではオゾン処理を応用して溶液の内部で結晶化成分と類似の構造を持つ種々の第三成分を段階的に生成させる。オゾン処理の応用と過飽和操作の工夫とを組み合わせた晶析操作を行ない、その組み合わせの結晶特性への効果を明らかにしながら、より幅広く結晶特性を作り分けられる結晶粒子群の製造手法の実現可能性を検討する。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、晶析操作で得られる結晶粒子群の結晶多形、形状、粒径分布等の特性について、過飽和操作と溶液のオゾン処理による第三成分の種類や濃度（以下、第三成分プロファイルと呼ぶ）を組み合わせてその特性の制御する新規手法の提案を試みる。対象はモデル系として、グリシンの水溶液からの冷却晶析として、第三成分存在下での変調操作等の過飽和操作の効果、過飽和操作やオゾン処理操作を組み合わせた際の結晶粒子群の特性の変化の機構を明らかにしながら、得られる結晶粒子群の特性を幅広くつくり分けられる結晶粒子群特性の制御手法の提案を試みる。
本年度は、晶析操作の冷却条件（変調の有無）とオゾン添加条件（添加タイミングと添加量）を組み合わせた数種類の条件で結晶粒子群の特性への効果を確認した。
結晶粒子群の形状が変化しやすいことが分かった。また、溶液温度を変更した際のオゾンの溶解速度の違いを調べた。2種類の溶液温度にて、他の設定条件は変更せずにそれぞれオゾン添加したところ、溶質が溶けていない溶媒である純水へのオゾン溶解速度は、温度が低い条件の方が速いことが分かった。一方で、オゾン処理をして晶析操作を行った後の溶液のUVスペクトルの測定結果からは、温度が高い方が多くの第三成分が生成している可能性が示された。
第三成分の種類・濃度の方法を試みた。オゾン処理後の溶液から溶媒を蒸発させるとともに未反応の溶質成分を析出させて第三成分を濃縮する方法が有効である可能性が示された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
研究代表者の所属機関の異動があり、最初から研究環境を整える必要があり、計画当初通りの研究設備ならびに体制で実験データの取得等の研究活動を始めることができずに研究遂行が計画よりも遅くなった。
また、研究活動開始後において、オゾンと結晶化成分との反応で生じる第三成分の分離および分析の方法に課題があることがわかり、これらの理由により進捗状況としては遅れている。
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| 今後の研究の推進方策 |
2年度目からは概ね本来計画していた研究設備、体制に近い状況でデータ取得等に臨めるので、系統的に実験条件を設定して、実験データの取得並びに解析を進める。オゾンと結晶化成分との反応で生じる第三成分の分離および分析は分担者との連携による促進を図る。
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