自律浮沈機能を有する水質浄化ゲル粒子の開発

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本研究では、フッ素による水質汚染の浄化を目的とし、汚染物質除去可能な吸着剤を内包した自律浮沈機能を有するゲル粒子（以下「自律攪拌吸着材」という。）を開発した。本技術と有害物質を吸着する物質を融合することで、水浄化の機能を有した自律浮沈ゲルが実現できる。自律浮沈ゲルの基本技術は、酵素反応による浮力の変化である。微生物の発酵が続く限り水中を自律的に浮沈することができるゲル粒子となる。この技術を応用し、自律浮沈ゲルをエネルギー源（エネルギー層）に用い、その周りに有害物質を吸着する層（機能層）を設けることにより、水浄化の機能を有した自律浮沈ゲルとして構成されている。特に、セルロースナノファイバーを含む粒子は、水中で水面と水底の間での鉛直方向の浮沈（上下運動）挙動の際に、更に上記鉛直方向と交差する方向に大きな移動（左右運動）挙動も示すことを明らかとしている。上記成果につき、例えば、粒子を、浄化処理用途の汚染物質除去剤に適用した場合、水中における移動距離がより増大し、浄化効率が向上すると考えられる。自律浮沈ゲルの挙動確認のための粒子位置自動計測ソフトの開発し、浮沈するゲル粒子の検出と認識を実施した。得られたデータより単位時間当たりの浮沈回数増加のための自律浮沈ゲルの処方を再検討し、粒子の高機能化を実施した。その結果、粒子の全挙動を追うことができて、いくつかの浮沈パターンに分類できるようになった。さらに、計測時間が2時間で可能となり、解析にかかる労務が大幅に短縮できた。浮沈粒子の処方の見直しに素早くフィードバックすることが可能になった。