Development of water purification material consisting of functional porous body with a hierarchical structure

具有分级结构的功能性多孔体的净水材料的开发

• 批准号: 21KK0098
• 负责人: 鳴瀧 彩絵
• 金额: $ 8.24万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-10-07 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21KK0098/
• 关键词: 水浄化材料; ナノ粒子; ベシクル; 自己組織化; 表面処理

本研究では、分子スケールからミリメートルスケールにわたる４段階の階層構造を有する機能性多孔体からなる水浄化材料を開発する。コアとなる技術として、シリカナノ粒子(Silica Nanoparticle, SNP)の液相自己組織化によるベシクル構造の形成を利用する。前年度の検討により、SNP分散液にサブミリメートルスケールの細孔を有する直径約1 cm角のポリウレタンスポンジ(PUS)を添加し、温度応答性高分子であるPluronic 25R4の共存下、110℃で24時間水熱処理を行うと、PUSへシリカナノ粒子ベシクル(Silica Nanoparticle Vesicle, SNV)を担持できた。しかしながら、これらSNVは洗浄によりPUS表面から脱離した。2022年度は、PUSをあらかじめプラズマ処理することで、PUSとSNVを共有結合させることを狙った。プラズマ処理済PUSを使用すると、上記と同条件において、PUS表面へはSNVではなくSNPが担持された。これは、SNPがSNVへと自己集合するよりも先にPUS表面と相互作用したためであると考えた。そこで、SNPとPluronic 25R4のみで水熱処理を行い、SNVの形成途中でPUSを添加することとした。PUSを添加するタイミングを様々に検討した結果、18時間の水熱処理後にPUSを添加し、追加で6時間水熱処理するプロセスが、プラズマ処理済PUSへSNVを担持するのに最適であるとの知見を得た。しかし、走査型電子顕微鏡の観察では、依然として、PUSからSNVが洗浄後に脱離している様子が観察された。

This study aims to develop a functional porous material with a four-stage hierarchical structure. The application of technology in the formation of liquid-phase self-organization of Silica nanoparticles (SNPs) In the previous year, the SNP dispersion solution had fine pores with a diameter of about 1 cm, and the temperature responsive polymer was added. Under the blue shift of Pluronic 25R4, the hydrothermal treatment was carried out at 110℃ for 24 hours. The PUS dispersion solution was supported by Silica Nanoparticle vehicle (SNV). The surface of the PUS is separated from the surface. In 2022, PUS and SNV were combined. PUS is supported by SNPs. SNV is the first to interact with SNV. PUS is added to SNV during hydrothermal treatment. PUS is added to the solution after 18 hours of hydrothermal treatment. PUS is added to the solution after 6 hours of hydrothermal treatment. The observation of the scanning electron microscope is still in progress, and the observation of the PUS is still in progress after the SNV is washed.

项目成果

ストラスブール大学(フランス)

斯特拉斯堡大学（法国）

ソフトマテリアルの自己組織化を利用したナノ材料創製

利用软材料自组装创建纳米材料

• 发表时间: 2022
• 期刊: 東海化学工業会会報
• 作者: Ito Syoji;Hiratsuka Kengo;Takei Satoshi;Nishi Hiroyasu;Kitagawa Daichi;Kobatake Seiya;Miyasaka Hiroshi;鳴瀧彩絵
• 通讯作者: 鳴瀧彩絵

ソフトマテリアルの自己組織化を利用した材料創製

使用软材料自组装来创建材料

• 发表时间: 2022
• 作者: Arifudin Idrus;Cendi D.P. Dana;Chun-Kit Lai;Andrea Agangi;Ryohei Takahashi;and Evin H. Rajagukguk;Ayae Sugawara-Narutaki;Ayae Sugawara-Narutaki;鳴瀧彩絵
• 通讯作者: 鳴瀧彩絵

鳴瀧研究室

鸣泷实验室

Self-Assembled Nano-biomaterials Designed by Block Copolymers

由嵌段共聚物设计的自组装纳米生物材料

• 发表时间: 2022
• 作者: Arifudin Idrus;Cendi D.P. Dana;Chun-Kit Lai;Andrea Agangi;Ryohei Takahashi;and Evin H. Rajagukguk;Ayae Sugawara-Narutaki
• 通讯作者: Ayae Sugawara-Narutaki