有機無機ハイブリッドモノリスの作製と機能開発

• 研究課題/領域番号: 25288090
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 有機・ハイブリッド材料
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 宇山 浩 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70203594)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2015年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2014年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2013年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
• キーワード: モノリス / 有機無機ハイブリッド / 相分離 / 多孔質体 / アフィニティークロマトグラフィー / 鈴木-宮浦カップリング / 固定化触媒 / セルロース / 抗菌性

研究成果の概要

連通孔を有する多孔質材料であるモノリスは機能性材料として注目されている。本研究では相分離を利用した報告者独自の高分子モノリスの作製技術を展開することで有機無機ハイブリッドモノリスを開発し、機能材料を創製した。固定化触媒への応用ではアクリル樹脂あるいはエチレンビニルアルコール共重合体上にパラジウムを担持し、鈴木-宮浦カップリングの触媒として評価した。また、金属固定化モノリスをアフィニティークロマト用カラム材料へ応用した。

研究成果

• [国際共同研究] 西北大学(中国)
• [雑誌論文] A hierarchically porous cellulose monolith: A template-freefabricated, morphology-tunable, and easily functionalizable platform (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Xin, Q. Xiong, Q. Bai, M. Miyamoto, C. Li, Y. Shen, H. Uyama
  • 雑誌名: Carbohydrate Polymers 巻: 157 ページ: 429-437
  • DOI: 10.1016/j.carbpol.2016.10.006
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mesoporous Poly(ethylene-co-vinyl alcohol) Monolith Captured with Silver Nanoparticles as a SERS Substrate: Facile Fabrication and Ultra-High Sensitivity (2015)
  • 著者名/発表者名: G. Wang, H. Yoshikawa, E. Tamiya, H. Uyama
  • 雑誌名: RSC Adv. 巻: 5 号: 33 ページ: 25777-25780
  • DOI: 10.1039/c5ra03585f
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] One-pot Fabrication of Palladium Nanoparticles Captured in Mesoporous Polymeric Monoliths and Their Catalytic Application in C-C Coupling Reactions (2015)
  • 著者名/発表者名: G. Wang, D. Kundu, H. Uyama
  • 雑誌名: J. Colloid Interface Sci. 巻: 451 ページ: 184-188
  • DOI: 10.1016/j.jcis.2015.03.061
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reactive Poly(ethylene-co-vinyl alcohol) Monoliths with Tunable Pore Morphology for Enzyme Immobilization (2015)
  • 著者名/発表者名: G. Wang, H. Uyama
  • 雑誌名: Colloid Polym. Sci. 巻: 293 号: 8 ページ: 2429-2435
  • DOI: 10.1007/s00396-015-3637-1
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phase Separation Approach to a Reactive Polycarbonate Monolith for “Click” Modifications (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Xin, J. Sakamoto, A. J. van derVlies, U. Hasegawa, H. Uyama
  • 雑誌名: Polymer 巻: 66 ページ: 52-57
  • DOI: 10.1016/j.polymer.2015.04.008
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Facile Fabrication of Mesoporous Poly(ethylene-co-vinyl alcohol)/Chitosan Blend Monoliths (2015)
  • 著者名/発表者名: G. Wang, Y. Xin, H. Uyama
  • 雑誌名: Carbohydr. Polym 巻: 132 ページ: 345-352
  • DOI: 10.1016/j.carbpol.2015.06.040
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Pepsin immobilization on an aldehyde-modified polymethacrylate monolith and its application for protein analysis (2014)
  • 著者名/発表者名: Han, W., Yamauchi, M., Hasegawa, U., Noda, M., Fukui, K., van der Vlies, Uchiyama, S., and Uyama, H.
  • 雑誌名: J. Biosci. Bioeng. 巻: 119 号: 5 ページ: 505-510
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2014.10.018
  • NAID: 110009962601
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Green Composite of Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) Reinforced with Porous Cellulose (2014)
  • 著者名/発表者名: Nao Hosoda, Takashi Tsujimoto, Hiroshi Uyama
  • 雑誌名: ACS Sustainable Chemistry & Engineering 巻: 2 号: 2 ページ: 248-253
  • DOI: 10.1021/sc400290y
  • 査読あり
• [雑誌論文] In Situ Mineralization of Hydroxyapatite on Poly(vinyl alcohol) Monolithic Scaffolds for Tissue Engineering (2014)
  • 著者名/発表者名: X. Sun, H. Uyama
  • 雑誌名: Colloid Polym. Sci. 巻: 292 号: 5 ページ: 1073-1078
  • DOI: 10.1007/s00396-013-3155-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Palladium-Loaded Mesoporous Polymer Monolith as Reusable Heterogeneous Catalyst for Cross-Coupling Reactions (2014)
  • 著者名/発表者名: D. Kundu, A. K. Patra, J. Sakamoto, H. Uyama
  • 雑誌名: React. Funct. Polym. 巻: 79 ページ: 8-13
  • DOI: 10.1016/j.reactfunctpolym.2014.03.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acid Functionalized Mesoporous PAN Monolith as Reusable Heterogeneous Organocatalyst (2014)
  • 著者名/発表者名: A. K. Patra, D. Kundu, J. Sakamoto, H. Uyama
  • 雑誌名: Microporous Mesoporous Mater. 巻: 193 ページ: 122-126
  • DOI: 10.1016/j.micromeso.2014.03.024
  • 査読あり
• [雑誌論文] Porous Acrylate Monolith Supported Pd Nanoparticles: Highly Active and Reusable Catalyst for Suzuki-Miyaura Reaction in Water (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Nandi, H. Uyama
  • 雑誌名: RSC Adv. 巻: 4 号: 40 ページ: 20847-20855
  • DOI: 10.1039/c4ra02057j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Poly(γ-glutamic acid)/Hydroxyapatite Monolith via Biomineralization for Bone Tissue Engineering (2014)
  • 著者名/発表者名: S.-B. Park, U. Hasegawa, A. J. van der Vlies, M.-H. Sung, H. Uyama
  • 雑誌名: J. Biomater. Sci., Polym. Ed. 巻: 25 号: 17 ページ: 1875-1890
  • DOI: 10.1080/09205063.2014.953404
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enzyme Immobilization on Polymethacrylate-based Monolith Fabricated via Thermally Induced Phase Separation (2014)
  • 著者名/発表者名: W. Han, Y. Xin, U. Hasegawa, H. Uyama
  • 雑誌名: Polym. Degrad. Stab. 巻: 109 ページ: 362-366
  • DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2014.05.032
  • 査読あり
• [雑誌論文] Facile Fabrication of Poly(methyl methacrylate) Monolith via Thermally Induced Phase Separation by Utilizing Unique Cosolvency (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Yoneda, W. Han, U. Hasegawa, H. Uyama
  • 雑誌名: Polymer 巻: 55 号: 15 ページ: 3212-3216
  • DOI: 10.1016/j.polymer.2014.05.031
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of poly(γ-glutamic acid) monolith by thermally induced phase separation and its application (2013)
  • 著者名/発表者名: S. B. Park, T Fujimoto, E Mizohata, T Inoue, M.- H. Sung, and H. Uyama
  • 雑誌名: J. Microbiol. Biotechnol. 23 巻: 23 ページ: 942-952
  • DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2013.11.019
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Poly(γ-glutamic acid) Monolith by Thermally Induced Phase Separation and Its Application (2013)
  • 著者名/発表者名: S.-Bin Park, T. Fujimoto, E. Mizohata, T. Inoue, M.-H. Sung, H. Uyama
  • 雑誌名: J. Microbiol. Biotechnol 巻: 23 号: 7 ページ: 942-952
  • DOI: 10.4014/jmb.1302.02030
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Polyethylenimine-modified Monolith and Its Application for Copper Ion Adsorption (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Xin, H. Uyama
  • 雑誌名: Polym. Res. J. 巻: 7 ページ: 149-158
• [雑誌論文] Fabrication of a Poly(vinyl alcohol) Monolith via Thermally Impacted Non-Solvent-Induced Phase Separation (2013)
  • 著者名/発表者名: X. Sun, T. Fujimoto, H. Uyama
  • 雑誌名: Polym. J 巻: 45 号: 10 ページ: 1101-1106
  • DOI: 10.1038/pj.2013.18
  • NAID: 10031200090
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication and Electrochemical Capacitive Behaviors of a Carbon Nanotube-Coated Polymer Monolith (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Okada, J. Maruyama, H. Uyama
  • 雑誌名: Electrochemistry 巻: 81 号: 10 ページ: 789-791
  • DOI: 10.5796/electrochemistry.81.789
  • NAID: 10031191942
  • ISSN: 1344-3542, 2186-2451
  • 査読あり
• [雑誌論文] Macroscopic Cavities within A Microporous 3-D Network: A Poly(γ-glutamic acid) Monolith Prepared by Combination of Particulate Templates and a Phase Separation Technique (2013)
  • 著者名/発表者名: S.-Bin Park, J. Sakamoto, M.-H. Sung, H. Uyama
  • 雑誌名: Polymer 巻: 22 号: 22 ページ: 6114-6118
  • DOI: 10.1016/j.polymer.2013.09.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Poly(vinyl alcohol)/Sodium Alginate Blend Monolith with Nanoscale Porous Structure (2013)
  • 著者名/発表者名: X. Sun, H. Uyama
  • 雑誌名: Nanoscale Res. Lett. 巻: 8 号: 1 ページ: 411-415
  • DOI: 10.1186/1556-276x-8-411
  • 査読あり
• [学会発表] Fabrication of Functional Porous Materials by Phase Separation (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Uyama
  • 学会等名: Pure and Applied Chemistry International Conference 2017 (PACCON 2017)
  • 発表場所: Centra Government Complex Hotel & Convention Centre（バンコク、タイ）
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Fabrication of Mesoporous Polymer Monoliths by Phase Separation (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Uyama
  • 学会等名: EMN Meeting on Mesoporous Materials
  • 発表場所: Grandior Prague Hotel（プラハ、チェコ）
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Fabrication of Functional Porous Polymeric Nanomaterials by Phase Separation (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Uyama
  • 学会等名: Science & Technology-2016
  • 発表場所: Holiday Inn Singapore Atrium（シンガポール）
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Fabrication of Functional Porous Polymeric Nanomaterials by Phase Separation (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Uyama
  • 学会等名: BIT’S Annual World Congress of Smart Materials
  • 発表場所: Grand Copthorne Waterfront Hotel（シンガポール）
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] バイオポリマーの多孔化技術と用途展開 (2015)
  • 著者名/発表者名: 宇山 浩
  • 学会等名: 第87回高分子材料セミナー
  • 発表場所: 日本材料学会（京都市）
  • 年月日: 2015-01-30
  • 招待講演
• [学会発表] 相分離を利用した機能性モノリスの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 宇山 浩
  • 学会等名: 産学高分子研究会
  • 発表場所: 大阪大学待兼山会館（豊中市）
• [学会発表] Fabrication of Porous Monolithic Materials of Reactive Polymers for Protein Purification (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Uyama
  • 学会等名: International Conference and Expo on Separation Techniques
  • 発表場所: DoubleTree by Hilton Hotel San Francisco Airport（サンフランシスコ、アメリカ）
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Reactive Polymer Monoliths for Bio-related Applications (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Uyama
  • 学会等名: International Conference and Expo on Separation Techniques
  • 発表場所: DoubleTree by Hilton Hotel San Francisco Airport（サンフランシスコ、アメリカ）
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Recent Progress on Functional Polymer Monoliths Prepared (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Uyama
  • 学会等名: Japan-Taiwan Bilateral Workshop on Nano-Science 2015
  • 発表場所: 大阪大学銀杏会館（吹田市）
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Fabrication of Functional Porous Polymeric Materials by Phase Separation (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Uyama
  • 学会等名: IUPAC 11th International Conference on Advanced Polymers via Macromolecular Engineering
  • 発表場所: 横浜パシフィコ（横浜市）
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Fabriacation of Functional Porous Polymeric Materials by Phase Separation (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Uyama
  • 学会等名: IUPAC 10th International Conference on Novel Materials and Their Synthesis
  • 発表場所: Zhengzhou (Korea)
  • 年月日: 2014-10-13
  • 招待講演
• [学会発表] 相分離を利用した機能性モノリスの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宇山 浩
  • 学会等名: 産学高分子研究会
  • 発表場所: 大阪大学待兼山会館(豊中市）
  • 年月日: 2014-06-02
  • 招待講演
• [学会発表] 高分子ナノ多孔体－多様な用途開発に向けた新展開－
  • 著者名/発表者名: 宇山 浩
  • 学会等名: 第26回環境工学連合講演会
  • 発表場所: 日本学術会議講堂
  • 招待講演
• [学会発表] Fabrication of Functional Porous Polymeric Materials by Phase Separation
  • 著者名/発表者名: H. Uyama
  • 学会等名: Collaborative Conference on 3D & Materials Research
  • 発表場所: Jeju (Korea)
  • 招待講演
• [学会発表] Fabrication of Functional Porous Materials of Biobased Polymers by Phase Separation
  • 著者名/発表者名: H. Uyama
  • 学会等名: The 4th International Conference on Biobased Polymers
  • 発表場所: Seoul (Korea)
  • 招待講演
• [学会発表] Fabrication of Functional Porous Materials of Biobased Polymers by Phase Separation
  • 著者名/発表者名: H. Uyama
  • 学会等名: Japan-Taiwan Bilateral Workshop on Nano-Science 2013
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 招待講演
• [学会発表] Functional Polymer Monoliths with Nanoscale Porous Structure
  • 著者名/発表者名: H. Uyama
  • 学会等名: 3rd International Conference on Nanotek & Expo
  • 発表場所: Las Vegas (USA)
  • 招待講演
• [備考] 大阪大学大学院工学研究科応用化学専攻宇山研究室
  • URL: http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~uyamaken/