バイオミメティックプロセスによる新規有機-無機複合材料の開発

仿生工艺开发新型有机无机复合材料

• 批准号: 04J05511
• 负责人: 片桐 清文
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J05511/
• 关键词: バイオミメティック; 有機-無機複合体; コア-シェル粒子; 中空カプセル; ゾル-ゲル法; 交互積層法; 外部場応答; ドラッグデリバリー; 脂質二分子膜; 非対称膜; コロイドテンプレート法

本研究では、コア-シェル粒子などをベースに、バイオミネラルなどの構造や形成過程などを手本にして様々な有機物質と無機物質との複合化を行い、新規材料を開発することを目的とした。さらに構造だけでなく有機、無機部位の機能をも連係させた新規材料の設計構築を行うことで新規機能性材料の創成を目指すものである。3年計画の2年目に当たる本年度は、まず様々な有機物質の添加による無機酸化物ゲル膜からのナノ結晶析出挙動制御とこれを応用した紫外線応答性有機-無機ハイブリッド中空カプセルの開発に重点置き、以下のような成果を得た。(1)ゾル-ゲル法によって作製したSiO_2-TiO_2コーティング膜に様々な水溶性の有機高分子や超分子集合体を添加し、温水処理によるTiO_2ナノ結晶の析出形態や膜組織の変化について検討を行った。その結果、有機物質を添加していない温水処理では膜表面のみにナノ結晶の析出が見られたが、ポリエチレングリコールや塩化セチルトリメチルアンモニウムを添加した系では、膜内部まで広く結晶の析出が認められた。これらの薄膜は、有機物質を添加していない系と比較し、非常に高い光触媒活性を示した。(2)コロイド粒子を鋳型とし、交互積層法によって高分子電解質膜を多層積層してコア-シェル粒子を作製した後に鋳型を除去して中空カプセルを作製した。これにゾル-ゲル法によって、SiO_2-TiO_2をコートした。得られたカプセルはTiO_2成分の光触媒特性によって、紫外線が照射されると、カプセルの殻部分の有機層が分解され膜が開裂することが分かった。この特性を生かすことで、カプセル内に内包した物質が紫外線照射に応答して放出される機能が発現することが明らかになった。

This study で は, コ ア - シ ェ ル particle な ど を ベ ー ス に, バ イ オ ミ ネ ラ ル な ど の structure formation や な ど を hand reached に し て others 々 な organic matter と inorganic substance と line composite の を い, new rules material を 発 す る こ と を purpose と し た. さ ら に tectonic だ け で な く function of organic and inorganic の を も connecting さ せ た の design to construct the new rules material line を う こ と で new rules functional materials の chuang cheng を refers す も の で あ る. 3 years project の 2 years に when た る は this year, ま ず others 々 な organic matter の add に よ る inorganic acid content ゲ ル membrane か ら の ナ ノ crystallization precipitation 挙 dynamic suppression と こ れ を 応 with し た ultraviolet 応 a sexual organic - inorganic ハ イ ブ リ ッ ド hollow カ プ セ ル の open 発 に key buy き, the following の よ う た を な achievements. (1) ゾ ル - ゲ ル method に よ っ て cropping し た SiO_2 - TiO_2 コ ー テ ィ ン グ membrane に others 々 な water-soluble organic polymer や の supramolecular assembly を add し, warm water 処 に よ る TiO_2 ナ ノ crystallization の や membrane organization の precipitation form - the に つ い て 検 line for を っ た. そ の results, organic matter を add し て い な 処 い warm reason で は membrane surface の み に ナ ノ crystallization precipitation の が see ら れ た が, ポ リ エ チ レ ン グ リ コ ー ル や salt chemical セ チ ル ト リ メ チ ル ア ン モ ニ ウ ム を add し た department で は, membrane internal ま で hiroo く crystallization precipitation の が recognize め ら れ た. The <s:1> れら <s:1> thin film <e:1> and organic matter を with the addition of <s:1> て な な と are compared with と and have very に high <s:1> photocatalyst activity を, which shows た た. (2) コ ロ イ ド particle を type where と し, interactive horizon に よ っ て polymer electrolyte membrane を multilayer laminated し て コ ア - シ ェ ル particle を cropping し た after に type where を remove し て hollow カ プ セ ル を cropping し た. <s:1> れにゾ れにゾ ゲ -ゲ によって method によって, SiO_2-TiO_2をコ をコ ト ト た た た. Have ら れ た カ プ セ ル は TiO_2 composition の photocatalytic properties に よ っ て, が exposure to the sun's ultraviolet rays さ れ る と, カ プ セ ル の shell part の organic layer が decomposition さ れ membrane が cracking す る こ と が points か っ た. こ の features born を か す こ と で, カ プ セ ル within に insourcing し た material が ultraviolet irradiation に 応 answer し て release さ れ る function が 発 now す る こ と が Ming ら か に な っ た.

项目成果

Functionalization of Colloids with Robust Inorganic-Based Lipid Coatings

• DOI: 10.1021/ma048706r
• 发表时间: 2004-12
• 期刊: Macromolecules
• 影响因子: 5.5
• 作者: Kiyofumi Katagiri;F. Caruso

Effect of Addition of Supramolecular Assembly on the Anatase Nanocrystalline Precipitation of Sol-Gel Derived SiO_2 TiO_2 Coating Films by Hot-Water Treatment

添加超分子组装体对热水处理溶胶-凝胶法沉积SiO_2 TiO_2涂膜锐钛矿纳米晶的影响

• 期刊: Journal of Nanoscience and Nanotechnology (In press)
• 作者: K.Katagiri;G.Harada;A.Matsuda;T.Kogure;H.Muto;M.Sakai
• 通讯作者: M.Sakai

Bioinspired colloidal systems via layer-by-layer assembly

• DOI: 10.1039/b511930h
• 发表时间: 2006-01-07
• 期刊: SOFT MATTER
• 影响因子: 3.4
• 作者: Angelatos, AS;Katagiri, K;Caruso, F
• 通讯作者: Caruso, F