ナノテクノロジーを利用する無機イオン分離計測技術の簡素化に関する研究

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本研究は、産業排水や環境水に含まれる微量無機イオン類の簡素な分離濃縮及び計測技術の開発を目的とし、これらの技術の中核となる選択的認識と応答機能を持った新規な分離計測用材料をナノテクノロジー関連技術を用いて検討する。すなわち、(1)有機無機複合構造を創成できるゾルーゲル法、(2)ラングミュアブロジェット膜などの自己組織化法、及び、(3)ナノポア多孔質材料の高分子グラフト法等、により微細粒子や平板状材料の内部や表面をナノサイズで化学修飾し、無機イオン応答性をもつ新しい材料を創製する。ついで、こうして得られる材料をもとに、特定の無機イオンに対する迅速な分離濃縮と簡素な計測技術を新規に開発する。今年度は、これまでのガラスプレートの表面を活性化させ、分子認識性試薬をラングミュアブロジェット(LB)法によりガラスプレートに累積被覆した分子認識性膜状材料を開発する手法を継続して検討し、その結果、長鎖アルキル型アゾ色素と長鎖の側鎖を持つ高分子とによるLB膜を累積しだガラス板材が良好なカドミウム検知材料になることがわかり、その反応機構の詳細について検証した。研究の成果は、国際的な評価の高いアメリカ化学会の分析化学学術誌であるAnalytical Chemistryに掲載が許可されている。さらに、基材としてポリ塩化ビニルシートを利用し高分子を利用しない作成法についても検討し、同じく良好な計測材料になることも確かめ、この材料の特性についても詳細を明らかにしだ。これらの成果もAnalystなど一流分析化学国際誌に投稿済みである。まだ、ポリスチレン微細ビーズについてクロロメチル化及びアミノメチル化により化学修飾して機能性分子によるグラフト化が可能な材料とし、これに金属イオンと選択的に反応する色素系キレート試薬などの機能性試薬を化学結合させることで、分子認識性多孔質微細粒子材料を合成した。これらの分子認識特性についても、反応機構や表面処理方法について検討を行い、化学センサー材料として利用可能であることを示した。