| 研究課題/領域番号 |
18K04699
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| 研究機関 | 岐阜大学 |
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研究代表者 |
高井 千加 (山下) 岐阜大学, 工学部, 助教 (30599056)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 中空 / シリカ / 蓄熱 / ナノ粒子 / 水 |
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| 研究実績の概要 |
粒子内に水を安定して保持させるために，水との親和性が高いテンプレートの選定及び，固体シェルの微構造設計について検討した。水溶性であるポリアクリル酸は，アンモニアや水酸化ナトリウムなどの塩基が存在すると，アルコール中に小さな凝集体を形成する。これをテンプレートとしてシリカをコーティングすると，ポリアクリル酸水溶液を内包したシリカ中空粒子ができる。用いる塩基の種類を変えると，ポリアクリル酸凝集体の大きさが変わることも分かっている。小角X線散乱を用いて，水酸化ナトリウム存在下では低密度，アンモニア存在下では高密度な凝集体ができることが確認できた。シリカシェルはゾルゲル法を用いて作製している。シリカ源濃度，反応系のpH，反応温度，時間を組み合わせることで，比表面積の顕著な増大が確認できた。これは，顕微鏡観察では確認できない微小空孔の存在を示唆している。反応系のpHを上げ，反応時間を長くすると，ち密なシェルができる。また，有機官能基を持つシリカ源と混合すると，シリカシェルに疎水基が複合化される。内包した水を外部へ放出させないためには，このような物理的，化学的工夫が必要となることがわかった。これらの粒子内部に，水またはポリアクリル酸が残存していることは，熱重量減少により確認済である。
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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
水内包の工夫のための粒子設計に関して，おおむね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
種々検討を進めるなかで，より水を保持しやすいと考えられるタンパク質の存在が明らかになった。タンパク質はアミノ基を有しており，シリカとの親和性もよいと考えられる。しかし，大きな会合体を作る可能性があるため，粒子径分布の制御が困難である。そこで，超音波ホモジナイザー，フィルミックス，遊星ミル等種々の分散機を用いて機械的な分散制御を試みる。また，会合体を作る原因となるアミノ基，カルボン酸基の相互作用が弱くなる化学的環境を作ることを試みる。これらの条件の中で，シリカシェルが形成できる条件を見出し，水を保持したまま緻密なシリカシェルが形成可能かどうか検討する。水の保持有無，保持量は，熱重量減少により，また蓄熱性能は示差熱分析により評価する。シリカシェルの緻密性は，窒素ガス吸着およびヘリウムピクノメーターを用いる。
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