| 研究課題/領域番号 |
19K22918
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
上高原 理暢 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (80362854)
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| 研究分担者 |
簡 梅芳 東北大学, 環境科学研究科, 助教 (20533186)
梅津 将喜 東北大学, 環境科学研究科, 助教 (30891387)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| キーワード | 担体 / 光触媒 / 酸化チタン / 微生物 / レアメタル |
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| 研究実績の概要 |
純チタン金属を種々の条件で酸化処理することによりその表面に酸化チタン層を作製し、その材料科学的評価を行うとともに、酸化チタン層上での微生物の挙動について調べた。研磨した純チタン基板を大気中で加熱酸化して表面にルチル相の酸化チタン層を形成させ、陽極酸化することで主にアナターゼ相からなる酸化チタン層を形成させた。陽極酸化では、酸化処理していない試料および大気酸化した試料よりも表面粗さが大きくなっていた。酸化処理することにより水の接触角は小さくなり、さらに、いずれの試料も紫外線を照射すると、水の接触角が小さくなり親水性が向上した。これらの試料について紫外線照射したものとしていないものをそれぞれ、モデル微生物である酵母を培養している培地中に浸漬して、微生物の付着に与える影響を調べた。紫外線照射による効果は有意差のある形では見られなかったが、陽極酸化した試料では、酸化処理していない試料および大気酸化した試料よりも多くの酵母が付着していた。今回の実験では、親水性の効果よりも試料表面の粗さが微生物の付着に大きな影響を与えたことが示唆された。また、表面酸化したチタン金属表面に付着した酵母に紫外線を照射すると、酵母の代謝活性が見られなくなった。酸化チタンの光触媒活性が発現した可能性はあるが、生きたまま剥離させるためにはさらなる検討が必要であることが分かった。
一方で、固定担体とする多孔質セラミックスの特徴付けおよび酵母を固定した際のモリブデン吸着挙動について評価した。多孔質は酵母の固定または固定後の増殖に有利な形状で、気孔径の大きさや深さを最適化することにより、酵母の固定量を向上させられることがわかった。モリブデン回収実験の結果と合わせ、効果的に酵母を固定するには、担体の形状や表面制御による酵母との親和性の向上や酵母固定量について、最適化する価値があることを見出した。
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