有害汚染物質の簡素で迅速な高感度検出を目的とする新規機能性ナノ構造シリカの開発

本研究では、産業排水や環境水に含まれる微量無機イオン類の簡素で迅速な高感度計測技術の開発を行うことを目的とした。そのため、ナノポア単結晶シリカ材料の表面を、有機無機複合構造を創製できるゾルーゲル法、あるいは、シリル化法によりナノサイズで化学修飾することによりシリカ材料中に固定化し、無機有害イオン応答性をもつ新しい材料を創製することで、目的とする無機有害イオンに対する迅速かつ簡素な計測技術を新規に開発することを目標とした。本年度は、前年度までの方法に加えて、高結晶性多孔質シリカ材料(多孔質シリカモノリス)をアルキルアンモニウム塩類や、陰イオン性高分子あるいは有機色素等とを組み合わせることなどにより、機能化のための新規な手法を試み、迅速応答性と選択性に優れた高機能化学センサー材料の開発を行った。これらの機能性試薬を化学結合させるための反応条件を詳細に明らかにし、機能材料の開発手法を確立した。また、多孔質シリカモノリスの内部表面に疎水性色素を担持するための物理的修飾法を引き続き検討し、これらの色素による機能材料開発の指針を得ることができた。一連の化学センサー材の機能評価のため、センサー表面の化学的・物理的構造に関する情報を的確に得る手法として、現有の原子間力顕微鏡などさまざまな表面分析法を採用し、材料構造を明らかにした。以上の開発技術を総合的に駆使し、クロム、アンチモン、水銀、鉛、カドミウム及びビスビス有害イオン類の高感度簡易計測システムに利用可能な高性能化学センサー材料を開発することに成功した。

本研究では、産業排水や環境水に含まれる微量無機イオン類の簡素で迅速な高感度計測技術の開発を行うことを目的とした。そのため、ナノポア単結晶シリカ材料の表面を、有機無機複合構造を創製できるゾルーゲル法、あるいは、シリル化法によりナノサイズで化学修飾することによりシリカ材料中に固定化し、無機有害イオン応答性をもつ新しい材料を創製することで、目的とする無機有害イオンに対する迅速かつ簡素な計測技術を新規に開発することを目標とした。本年度は、前年度までの方法に加えて、高結晶性多孔質シリカ材料(多孔質シリカモノリス)をアルキルアンモニウム塩類や、陰イオン性高分子あるいは有機色素等とを組み合わせることなどにより、機能化のための新規な手法を試み、迅速応答性と選択性に優れた高機能化学センサー材料の開発を行った。これらの機能性試薬を化学結合させるための反応条件を詳細に明らかにし、機能材料の開発手法を確立した。また、多孔質シリカモノリスの内部表面に疎水性色素を担持するための物理的修飾法を引き続き検討し、これらの色素による機能材料開発の指針を得ることができた。一連の化学センサー材の機能評価のため、センサー表面の化学的・物理的構造に関する情報を的確に得る手法として、現有の原子間力顕微鏡などさまざまな表面分析法を採用し、材料構造を明らかにした。以上の開発技術を総合的に駆使し、クロム、アンチモン、水銀、鉛、カドミウム及びビスビス有害イオン類の高感度簡易計測システムに利用可能な高性能化学センサー材料を開発することに成功した。