| 研究課題/領域番号 |
18K02201
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| 研究機関 | 弘前大学 |
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研究代表者 |
安川 あけみ 弘前大学, 教育学部, 教授 (70243285)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | UVカット / アパタイト / チタン / セリウム / 綿布 |
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| 研究実績の概要 |
粒子担持法では，湿式法によりチタン（Ti4+）とセリウム（Ce3+）の含有量を種々に変えたチタン－セリウム－カルシウムアパタイト（TiCeCaHap）固溶体粒子を調製した。出発溶液中のTi/(Ti+Ce+Ca)ならびに Ce/(Ti+Ce+Ca) の比が0.03以下の条件でTiCeCaHap固溶体が生成した。これらの粒子のUV-visスペクトルを測定したところ，Ti4+およびCe3+の含有量が多いほどUV吸収能も高かった。本研究の2年目までに合成したチタン－カルシウムアパタイト（TiCaHap）はUVB（波長320-280 nm）を，セリウム－カルシウムアパタイト（CeCaHap）はUVA（400-320 nm）をよく吸収したが，今回のTiCeCaHapはUVA，UVBともに吸収する性質を示した。TiCaHap，CeCaHapならびにTiCeCaHap粒子を担持した綿布のUV-visスペクトルを測定したところ，各々の粒子のUV吸収波長に一致する波長で強いUVカット性を示した。したがって，本研究の粒子担持法が有能な布のUVカット加工法であることが示された。加工布のUVカット性能は，水およびSDS水溶液を用いて複数回洗浄してもよく保たれた。この成果は欧文誌Colloids and Surfaces A，(I.F. 3.990）に掲載された。
染色法では，青森県津軽地方の特産物であるふじリンゴの果皮を用いて絹布および綿布の染色を行った。無媒染ならびにMg2+，Al3+，Ca2+，Ti4+，Fe3+，Cu2+の6種類の金属を媒染剤とした媒染染色も行ったところ，様々な色彩の染色布が得られた。染色布はUVカット性を有し，特に絹布で効果が顕著であった。この成果は欧文誌Textile Research Journal (I.F. 1.926）に掲載が決定している。
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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
太陽が発する光のうち，波長400 nm以下の紫外線（UV）はUVA（波長領域400-320 nm），UVB（320-280 nm）およびUVC（280-200 nm）に分けられるが，UVCはオゾン層に吸収されて地表に届かないため，我々人類はUVAならびにUVBを防御する必要がある。本研究の2年目までの研究では，UVを吸収する性質のあるTiおよびCeを含有したヒドロキシアパタイト固溶体，TiCaHapおよびCeCaHap粒子を合成し，UV吸収性を比較してきた。TiとCeでは吸収するUV波長が異なり，TiCaHap粒子はUVBをよく吸収し，CeCaHap粒子はUVAをよく吸収することがわかった。それらの結果を受けて，TiとCeを両方含有したTiCeCaHap固溶体粒子を合成したところ，TiCaHapやCeCaHapよりも広いUVAとUVBの両波長領域にわたるUV吸収性を有することがわかった。3年目の成果として，TiCeCaHap固溶体粒子を綿布に担持し，TiCaHapならびにCeCaHapを担持した布と比較したところ，TiCeCaHap担持布は粒子の性質と連動して，UVAとUVBにわたる広いUV領域の光を遮蔽（カット）することがわかった。さらに，加工布のUVカット性能は水および洗浄剤を用いた複数回の洗浄後も充分に保たれることがわかった。以上のように，本研究の粒子担持法による布のUVカット加工が有効な手法であることを示すことができ，本研究が計画に沿って着実に進行し，価値ある成果を得たものと言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
粒子担持法による布のUVカット加工で，バインダーを用いた場合の効果を検証する。また，2020年度に開催予定で発表申し込みをしていた国際学会The 2020 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2020)の開催が，Covid-19のために1年延期になった。したがって，The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2021)での発表を予定している。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2020年度に開催予定で発表申し込みをしていた国際学会The 2020 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2020)の開催が，Covid-19のために1年延期になり，The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2021)が2021年12月開催となった。
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