| 研究課題/領域番号 |
15K05589
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| 研究機関 | 近畿大学 |
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研究代表者 |
河濟 博文 近畿大学, 工学部, 教授 (10150517)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | ラマン分光法 / プラスチックリサイクル / マテリアルリサイクル / 促進暴露試験 / 多変量スペクトル解析 / 酸化誘導時間 |
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| 研究実績の概要 |
本課題では、重要なリサイクル資源である廃プラスチックを効果的に選別回収するために必要となるプラスチックの種類や劣化をオンライン・リアルタイムで計測可能なセンシング技術の開発を行う。そのために、ラマン分光法の特長を生かし、ラマン散乱の測定をセンサー的に可能にする技術を完成させる。２年目の平成27年度の研究実績を以下の項目にまとめる。
①劣化サンプル（キセノンフェードメータにより0.5MJ/m2～270MJ/m2で促進暴露したもの）の熱物性とラマンスペクトルの相関を明らかにした。昨年度は暴露エネルギーによりラマンスペクトルおよび赤外吸収スペクトルが変化することを見出したが、本年度は実際の劣化の指標となる熱物性（表面での光暴露の効果が評価できる酸化誘導時間を使用）との関係を求めた。比較的低暴露エネルギーである20MJ/m2程度までは、ポリプロピレンではCH変角に比べてCC伸縮のピーク強度の減少が観測され、酸化誘導時間との相関が見出され、非常に初期の劣化が検出できる可能性が示された。
②昨年度試作したポータブルラマン分光器に集光の光ファイバーを変更するなど細かな改良を加え、白色のプラスチックでは数十ミリ秒で①で示した結果が得られるような装置を完成させることができた。
③多変量解析により①で見出した現象がより感度良く検出できないか検討した。単純な積算あるいは移動平均化や昨年度開発したノイズ除去方法（マセマティカル・モルフォロジー法）と組み合わせたが、装置の本質的なバックグラウンド、主にCCD由来のフリンジの影響により期待した効果は得られなかった。
④金や銀のナノ粒子を用いバルク試料であるプラスチックから数十倍の表面増強ラマン（SERS）の観測に成功した。従来のナノ粒子に吸着した分子からSERSと全く異なる現象であり、この成果は学会発表を行い、学術論文として公表の準備を進めている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
劣化とラマンスペクトルの関係、それを検出するセンサー的に使用できるラマン分光器の開発に関しては順調に進展した。測定データの解析法の開発では大きな進展はなかったが、CCD由来フリンジの除去が重要なことが分かり、次年度の装置開発につながる知見は得られた。特に、ナノ粒子によるプラスチックからのSERSを観測したことは、直接的に感度向上に結びつくものであり、その応用が期待される。
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| 今後の研究の推進方策 |
白色プラスチックの劣化がラマン分光法により簡便に判定できる目処は得た。最終年度であるH29年度では、黒色プラスチックにも適用可能になるようラマン分光器の改良、多変量解析のためのノイズ除去法の改善などに取り組む。
ナノ粒子によるプラスチックにおけるSERS発現は学術的にも興味深く、高感度化に有用な現象である。現状のラマン分光器とどうしたら組み合わせられるか検討する。
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