Development of calcium phosphate based environmental purification materials with optical indicating function

具有光学指示功能的磷酸钙基环境净化材料的研制

• 批准号: 20K12220
• 负责人: 後藤 知代
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K12220/
• 关键词: 水酸アパタイト; 水熱合成; 結晶形態; 収着; 光学特性; ハイドロキシアパタイト; 環境浄化; インジケータ; リン酸カルシウム

水酸アパタイト（HAp）は、リン酸カルシウムの一種であり、優れた骨親和性を有するとともに、結晶面に依存した特異な有機物吸着特性や、陽陰イオン交換特性を示すことが知られている。これらの特性を利用すれば、生体材料への応用のみならず水や大気汚染物質を除去する吸着材や触媒担体等の環境浄化材料としての利用が期待される。本研究では、水熱合成法を利用し結晶形態・構造を制御したHAp結晶の合成と、外部環境下の変化に対して光学特性が変化するインジケータ型環境浄化材料への応用を視野に、HApの有する光学特性解明を研究目的とする。2022年度では、昨年度から引き続き水熱合成による結晶形態制御の研究を進めるとともに、光学特性評価を実施した。昨年度は、ポリリン酸と炭酸カルシウムを用いたHAp水熱合成の結果よりカルシウム原料が残存する傾向が見られたことから、カルシウム原料を溶解しやすい硝酸塩に変更して合成を試みた。その結果、攪拌などを実施しない条件において、ユニークな均一球状リン酸カルシウムを得ることができた。詳細な組成の同定は現在進めており、次年度も引き続き合成条件と生成物の関係解明を進める。一方、HAp光学特性の評価試験では、尿素分解水熱合成法により炭酸を含有するHAp結晶を合成し、その蛍光スペクトルを測定した。蛍光スペクトルが400～450 nmの範囲でブロードなピークを示し、市販試料と比較してわずかに発光を示す傾向が見られた。本合成手法で得られるHApは、炭酸含有量（組成）だけでなく結晶形態も異なることから、どの因子が光学特性に影響するかひきつづき調査を進める予定である。また、ソルボサーマル合成のHAp結晶の形態制御に関するこれまでの研究成果をまとめて国際会議発表および論文発表を行うとともに、環境浄化材料に関する関連研究の論文発表を実施した。

A new type of acid is known as HAp, which has excellent bone affinity, crystal surface dependence, specific organic adsorption characteristics, and cation and anion exchange characteristics. The utilization of these characteristics is expected to include the use of biological materials such as water, removal of heavy pollutants, adsorption materials, catalyst supports, etc. The purpose of this study is to investigate the synthesis of HAp crystals by using hydrothermal synthesis methods, and to investigate the optical properties of HAp crystals under external conditions. In 2022, the research on hydrothermal synthesis and crystal morphology control was carried out. The results of hydrothermal synthesis of nitric acid and nitric acid show that the raw materials are soluble in nitric acid and nitric acid. The results of the experiment, the mixing conditions, the uniform spherical structure, and the results of the experiment are as follows: Detailed analysis of the composition and the relationship between the products and the synthesis conditions Evaluation of optical properties of HAp by urea decomposition hydrothermal synthesis method; synthesis of HAp crystals containing carbon acid; and determination of optical properties of HAp crystals. Light emission from 400 nm to 450 nm ranges is a trend observed in comparison with market samples. This synthesis method has been used to determine the content of carbon acid (composition) and the influence of crystal morphology on optical properties. The results of the research on morphology control of HAp crystals were presented at international conferences and papers.

项目成果

液相合成によるセラミックス収着剤の形態制御と高機能化

液相合成陶瓷吸附剂的形态控制和高功能

• 发表时间: 2021
• 作者: 橘熊野，他30人;後藤知代
• 通讯作者: 後藤知代

Control of adsorption characteristics of calcium phosphate bioceramic by crystal morphology

晶体形貌控制磷酸钙生物陶瓷的吸附特性

• 发表时间: 2021
• 作者: Tomoyo Goto;Sung Hun Cho;Chikara Ohtsuki;and Tohru Sekino
• 通讯作者: and Tohru Sekino

Simultaneous synthesis of hydroxyapatite fibres and β-tricalcium phosphate particles <i>via</i> a water controlled-release solvothermal process

<i></i>水控释溶剂热法同时合成羟基磷灰石纤维和β-磷酸三钙颗粒

• DOI: 10.1039/d2ce01703b
• 发表时间: 2023
• 期刊: CrystEngComm
• 影响因子: 3.1
• 作者: Goto Tomoyo;Yin Shu;Asakura Yusuke;Cho Sung Hun;Sekino Tohru
• 通讯作者: Sekino Tohru

有機修飾型リン酸八カルシウムに対するソルボサーマル処理の影響

溶剂热处理对有机改性磷酸八钙的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 後藤 知代, 横井 太史, 川下 将一; 関野 徹
• 通讯作者: 関野 徹

ソルボサーマル処理による有機修飾型リン酸八カルシウムの結晶学的特性変化

溶剂热处理有机改性磷酸八钙晶体学性质的变化

• 发表时间: 2021
• 作者: 後藤 知代;横井 太史;川下 将一; 関野 徹
• 通讯作者: 関野 徹