酵素配列固定グラフェン複合構造の開発及び環境リスク削減への応用

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酵素分子の特異性を活かした汚染物質の変換及び分離・無害化作用がよく知られており、本研究では酵素分子を独自なグラフェン-メソシリカサンドイッチ型ナノ構造体のメソポアに均質的に充填し、極めて効率の良い汚染物除去用反応触媒として活用することを提案している。R4年度において主に酵素分子充填に適した材料を得るためによりポアサイズの大きいメソポーラスシリカ・グラフェン複合体の合成手法の開発に尽力した。主に下記の研究実績及び成果を得られた：①メソポラースサイズを拡大するために通常酸性条件下におけるブロックポリマーなどサイズの大きい鋳型分子の適用が不可欠であることを考慮し、まずは酸性条件下においてポアチャンネル配向が垂直であるメソポーラスシリカ－グラフェンサンドイッチ型複合体を合成できる可能性を探った。その結果、適切な酸性度を調節することにより、規則性メソポーラスシリカ構造を含んだ還元性グラフェン酸化物複合体が合成可能であること、また、XRD、低温窒素吸着、電顕解析などの解析から、最適酸濃度で得た複合体はメソポアがグラフェン層に垂直配向のサンドイッチ構造であることを明らかにした。②ポアサイズを広げるために炭化水素系膨潤材を適用した複合体の合成を試みた。その結果、C6~C12鎖長のアルカンは膨潤材として有効であること、メソポアサイズが約1nm広げられた複合体を得るようになった。今年度得た成果の学会発表を準備中である。