| 研究課題/領域番号 |
23K01999
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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08030:家政学および生活科学関連
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| 研究機関 | 富山高等専門学校 |
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研究代表者 |
森 康貴 富山高等専門学校, その他部局等, 准教授 (90734294)
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| 研究分担者 |
尾畑 納子 富山国際大学, 公私立大学の部局等, 客員教授 (60201406)
斎藤 礼子 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (30225742)
小野 岳史 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 国際感染症学, 助教 (20535182)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
中断 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 金属ナノ粒子 / セルロース / 染色 / 抗菌・抗ウイルス活性 / 透過型電子顕微鏡 / ナノ複合材料 / 色彩 / 洗濯堅牢性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
銀ナノ粒子は広域で強力な抗菌・抗ウイルス活性を有するが、繊維に固定化した場合には通常清潔感のない黄～褐色に着色するため、その機能にも関わらず衛生・生活関連用途から避けられている。この代替として、銀と他金属からなる「二元金属ナノ粒子」を用いて着色を抑制することは可能だが、その成分や組成、構造と抗菌・抗ウイルス活性の関係についての体系的な知見は無い。本研究は、繊維への着色の抑制と強力な抗菌・抗ウイルス活性付与の両立を目的とし、抗菌・抗ウイルス材料としての二元金属ナノ粒子の成分、組成及び構造の最適化、活性を最大限に発現させる、安定で強固なナノ粒子固定化方法の探求について取り組む。
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、銀ナノ粒子に比べて低着色かつ同等以上の抗菌・抗ウイルス活性を有する二元金属ナノ粒子を探索し、抗菌・抗ウイルス活性と実用的な選択堅牢性を両立した綿繊維に対する固定化方法を検討することである。本年度は、セルロース基質に対するナノ粒子の固定化状態の基礎的検討のため、綿繊維と比較して単純な構造のセルロースフィルムを用いて固定化を行った。セルロースフィルムに固定化するナノ粒子は、先行研究にて銀ナノ粒子に比べて低着色で抗菌・抗ウイルス活性を有することが確認されているCu/Ag二元金属ナノ粒子を用いた。
セルロースフィルムに対するナノ粒子の固定化は、銀イオンおよび銅イオンを含む塩基性水溶液中でセルロースフィルムを加熱することにより行い、フィルムの光透過吸収スペクトル測定よりCu/Ag二元金属ナノ粒子が固定されていることを確認した。この固定化プロセスでは、セルロースが保護剤とアルデヒド末端による還元剤の２役を務めていると考えられ、事前にアルカリ加熱処理を行い部分的に加水分解したセルロースフィルムを用いた系では、無処理フィルムに比べてナノ粒子固定化量が増加した。
また、ナノ粒子固定化フィルム断面の透過型電子顕微鏡観察を行ったところ、延伸方向に平行な断面および垂直な断面ともに少なくとも表面から深さ方向1μmまでナノ粒子が固定化されていることを確認できた。固定化されたナノ粒子の平均粒径は10 nm前後であったが、Cu/Ag組成およびセルロースフィルムのアルカリ処理の有無が固定化ナノ粒子の平均粒径や粒子密度に与える影響については系統的な傾向は観察されなかった。
一方で、今回作製したナノ粒子固定化セルロースフィルムの抗菌・抗ウイルス活性は確認できなかった。先行研究のナノ粒子固定化綿繊維では抗菌・抗ウイルス活性が発現したことと比較すると、表面積やマクロ構造の影響が支配的と考えられる。
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