| 研究課題/領域番号 |
22K05279
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
王 正明 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 上級主任研究員 (10356610)
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| 研究分担者 |
吉澤 徳子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 総括研究主幹 (10358327)
佐藤 由也 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (80711291)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| キーワード | グラフェン / メソポーラスシリカ / サンドイッチ型複合体 / 垂直ポア配向 / 酵素充填剤 / 酵素反応 |
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| 研究実績の概要 |
酵素分子の特異性を活かした汚染物質の変換及び分離・無害化作用がよく知られており、本研究では酵素分子を独自なグラフェン-メソシリカサンドイッチ型ナノ構造体のメソポアに均質的に充填し、極めて効率の良い汚染物除去用反応触媒として活用することを提案している。R4年度において主に酵素分子充填に適した材料を得るためによりポアサイズの大きいメソポーラスシリカ・グラフェン複合体の合成手法の開発に尽力した。主に下記の研究実績及び成果を得られた：①メソポラースサイズを拡大するために通常酸性条件下におけるブロックポリマーなどサイズの大きい鋳型分子の適用が不可欠であることを考慮し、まずは酸性条件下においてポアチャンネル配向が垂直であるメソポーラスシリカ－グラフェンサンドイッチ型複合体を合成できる可能性を探った。その結果、適切な酸性度を調節することにより、規則性メソポーラスシリカ構造を含んだ還元性グラフェン酸化物複合体が合成可能であること、また、XRD、低温窒素吸着、電顕解析などの解析から、最適酸濃度で得た複合体はメソポアがグラフェン層に垂直配向のサンドイッチ構造であることを明らかにした。②ポアサイズを広げるために炭化水素系膨潤材を適用した複合体の合成を試みた。その結果、C6~C12鎖長のアルカンは膨潤材として有効であること、メソポアサイズが約1nm広げられた複合体を得るようになった。今年度得た成果の学会発表を準備中である。
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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
提案時の年次研究計画通りに研究を進められているためである・
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の研究計画で予定した通り、R5、６年度において、ブロックポリマーなどの大きいサイズの鋳型分子を適用し、更なる材料合成手法の開発及び最適化を深化する。と同時に、ラクタマーゼやウレアーゼなどを用いた酵素充填方法の開発及び充填効果の最適化を進め、アンピシリンや尿素の加水分解などの酵素反応への応用効果を検討する予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
現在ある他の研究資源を効率よく当該研究にも活用することにより今年度予算をできる限り節約し来年度以降非常勤職員の雇用等の費用として捻出できるようにしたため、次年度使用額が生じた。
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