球面収差補正電顕を用いたナノ鉱物の原子状態精密解析と核種移行挙動の解明

• 研究課題/領域番号: 24540516
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 宇都宮 聡 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (40452792)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 環境ナノ物質 / 電子顕微鏡 / 環境ナノ粒子 / 微生物相互作用 / ナノ粒子 / 生体鉱物化 / アメリカ

研究成果の概要

本研究課題は、地球表層に普遍的に存在する鉱物ナノ粒子の特性を理解するために、最先端の高分解能電子顕微鏡を用いて原子スケールでナノ粒子の分析を行った。鉄酸化物、CeO2ナノ粒子のSTEM分析によって配位不飽和な表面原子が観察された。また、環境に普遍的に存在する微生物とナノ粒子の相互作用を調べ、biogenicがナノ粒子の特徴的な結晶構造、またナノ粒子が微生物の代謝に与える影響を微生物放出物の変化と内部タンパク質の発現によって解析した。さらに微生物放出物はナノ粒子の表面を覆うことで凝集挙動に影響を与え、表面電荷を中性にするにもかかわらず立体斥力の形成によって凝集を抑制することが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Effects of CeO2 nanoparticles on microbial metabolism (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Masaki, H. Shiotsu, F. Sakamoto, T. Ohnuki & S. Utsunomiya
  • 雑誌名: Chemical Geology 巻: 391 ページ: 33-41
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Role of vein-phases in nanoscale sequestration of U, Nb, Ti, and Pb during the alteration of pyrochlore (2015)
  • 著者名/発表者名: A. P. Deditius, F. Skomurski, S. Utsunomiya & R. C. Ewing,
  • 雑誌名: Geochimica et Cosmochimica Acta 巻: 150 ページ: 226-252
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Multi-scale analysis of the occurrence of Pb, Cr and Mn in the NIST standards: Urban dust (SRM1649a) and indoor dust (SRM2584). (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Jiang, Y. Nakamatsu, K.A. Jensen & S. Utsunomiya
  • 雑誌名: Atmospheric Environment 巻: 82 ページ: 364-374
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gold-telluride nanoparticles revealed in arsenic-free pyrite (2012)
  • 著者名/発表者名: 3. C. L. Ciobanu, N. J. Cook, S. Utsunomiya, M. Kogagwa, L. Green, S. Gilbert & B. Wade
  • 雑誌名: American Mineralogist 巻: 97 ページ: 1515-1518
  • 査読あり
• [雑誌論文] Post-adsorption process of Yb phosphate nano-particle formation by Saccharomyces cerevisiae (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Jiang, T. Ohnuki, K. Tanaka, N. Kozai, E. Kamiishi, & S. Utsunomiya
  • 雑誌名: Geochimica et Cosmochimica Acta 巻: 93 ページ: 30-46
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pb in zircon at the atomic-scale (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Kogawa, E.B. Watson, R.C. Ewing, & S. Utsunomiya
  • 雑誌名: American Mineralogist 巻: 97 ページ: 1094-1102
• [学会発表] 天然ウラン鉱物の物理・化学的特性と福島第一原発燃料デブリとの関連性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宇都宮聡
  • 学会等名: 日本鉱物科学会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [学会発表] 長崎、福島に分布するプルトニウムと放射性セシウムの定量と存在状態 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宇都宮聡、岩田孟、川元侑治、金子誠、仲松有紀、大貫敏彦、難波謙二
  • 学会等名: 日本地球化学会
  • 発表場所: 福岡
  • 招待講演
• [学会発表] 長期的反応場におけるSaccharomyces cerevisiae に対するランタノイド収着機構の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 塩津弘之、姜明玉、仲松有紀、大貫敏彦、宇都宮聡
  • 学会等名: 日本地球化学会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 黄砂粒子中の鉄マルチサイズ解析によるエアロゾル-海洋-気候フィードバック機構への影響評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 金子誠、仲松有紀、Zhouqing,Xie、宇都宮聡
  • 学会等名: 日本地球化学会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 都市大気微粒子中の鉄の化学状態と生体影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 仲松有紀、金子誠、古川雅志、宇都宮聡
  • 学会等名: 日本地球化学会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 長期的反応場におけるSaccharomyces cerevisiae に対するランタノイド収着機構の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 塩津弘之、姜明玉、仲松有紀、大貫敏彦、宇都宮聡
  • 学会等名: 日本原子力学会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] 高アルカリ条件下におけるベントナイト・炭素鋼界面での変質 (2012)
  • 著者名/発表者名: 坂巻景子、岩田孟、宇都宮聡
  • 学会等名: 日本原子力学会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] 長崎型原爆由来プルトニウムの化学状態解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩田孟、宇都宮聡、川元侑治、坂巻景子、安田健一郎、大貫敏彦
  • 学会等名: 日本原子力学会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] 福島第一原発事故によって汚染された土壌中のCsの存在状態・挙動解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 金子誠、岩田孟、塩津弘之、川元侑治、仲松有紀、宇都宮聡、難波譲二、大貫敏彦
  • 学会等名: 日本原子力学会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] Characteristic of the long-term accumulation of lanthanides on Saccharomyces cerevisiae (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Shiotsu、Mingyu Jiang、Yuki Nakamatsu、Toshihiko Ohnuki、Satishi Utsunomiya
  • 学会等名: Goldschmidt conference
  • 発表場所: Montreal, Canada
• [図書] Advances in Nuclear Fuel (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Iwata, H. Shiotsu, M. Kaneko, & S. Utsunomiya
  • 総ページ数: 19
  • 出版者: Nuclear accidents in Fukushima, Japan and exploration of effective decontaminant for the 137Cs-contaminated soils