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

酶序列固定石墨烯复合结构的开发及其在降低环境风险中的应用

• 批准号: 22K05279
• 负责人: 王 正明
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05279/
• 关键词: グラフェン; メソポーラスシリカ; サンドイッチ型複合体; 垂直ポア配向; 酵素充填剤; 酵素反応; 垂直配列; 酵素充填

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。

Molecular の enzyme specificity を live か し た pollutants の variations in and が び separation, non-hazardous effect よ く know ら れ て お り, this study で は enzyme molecule を な alone グ ラ フ ェ ン - メ ソ シ リ カ サ ン ド イ ッ チ type ナ ノ constructs の メ ソ ポ ア に homogeneous に し filling, extremely め て good working rate の い pollutant removal by reverse 応 catalyst と し て use す る こ と を proposal Youdaoplaceholder0 て る. R4 annual に お い て main に enzyme molecules filling に optimum し を た materials る た め に よ り ポ ア サ イ ズ の big き い メ ソ ポ ー ラ ス シ リ カ · グ ラ フ ェ ン complex の synthesis technique の open 発 に try to し た. The author に records the research achievements and び results を obtain られた : 1) メ ソ ポ ラ ー ス サ イ ズ を company, big す る た め に acidic conditions usually に お け る ブ ロ ッ ク ポ リ マ ー な ど サ イ ズ の big き い where molecule の applicable が not owe で あ る こ と を し, ま ず に は acid conditions お い て ポ ア チ ャ ン ネ ル match to the vertical で が あ る メ ソ ポ ー ラ ス シ リ カ - グ ラ フ ェ ン サ ン ド イ ッ complex を チ type Synthesis で る る possibility を explore った. そ の results, appropriate な acid degree を adjust す る こ と に よ り, regularity メ ソ ポ ー ラ ス シ リ を カ structure containing ん だ also yuan sex グ ラ フ ェ ン acidification complex が synthesis may で あ る こ と, ま た, XRD, cryogenic sorption smothering element, electric 顕 parsing な ど の parsing か ら composite, the optimum concentration of acid で た は メ ソ ポ ア が グ ラ フ ェ ン layer to の に vertical distribution Youdaoplaceholder0 ド ド ッチ ッチ ッチ construct である とを とを and ら ら に た た た. ②ポアサ ズを ズを general げるために carbonized hydrotone-based swelling material を applicable to <s:1> た complex <s:1> synthesis を test みた. そ の results, long C6 ~ C12 lock の ア ル カ ン は swelling material と し て have sharper で あ る こ と, メ ソ ポ ア サ イ ズ が about 1 nm hiroo げ ら れ た complex を must る よ う に な っ た. The た achievements of this year will be presented in the form of を and are being prepared for である.

项目成果

Structural control of periodic mesoporous silica-sandwiched graphene nanocomposites for application as an enzyme immobilizer

周期性介孔二氧化硅夹心石墨烯纳米复合材料作为酶固定剂的结构控制

• 发表时间: 2023
• 作者: Haruki Kawakami;Yuya Sato;Noriko Yoshizawa;Ikuma Takahashi;Zheng-Ming Wang
• 通讯作者: Zheng-Ming Wang