2022/01/19 更新

写真a

ヤマザキ アツシ
山崎 淳司
所属
理工学術院 創造理工学部
職名
教授

兼担

  • 理工学術院   大学院創造理工学研究科

  • 附属機関・学校   グローバルエデュケーションセンター

学内研究所等

  • 2020年
    -
    2022年

    理工学術院総合研究所   兼任研究員

学歴

  •  
    -
    1987年

    早稲田大学   理工学研究科   資源工学  

  •  
    -
    1987年

    早稲田大学   理工学研究科   資源工学  

  •  
    -
    1982年

    早稲田大学   教育学部   理学科地学専修  

学位

  • 工学博士

  • (BLANK)

  • 早稲田大学   工学博士

所属学協会

  •  
     
     

    宝石学会日本

  •  
     
     

    日本セラミックス協会

  •  
     
     

    Clay Minerals Society (USA)

  •  
     
     

    Mineraogical Society of America

  •  
     
     

    日本鉱物学会

  •  
     
     

    資源地質学会

  •  
     
     

    触媒学会

  •  
     
     

    宝石学会 (日本)

  •  
     
     

    大気環境学会

  •  
     
     

    The Clay Minerals Society

  •  
     
     

    日本化学会

  •  
     
     

    ゼオライト学会

  •  
     
     

    ゼオライト学会

  •  
     
     

    応用物理学会

  •  
     
     

    日本結晶学会

  •  
     
     

    日本地質学会

  •  
     
     

    日本セラミック協会

  •  
     
     

    Mineralogical Society of America

  •  
     
     

    日本熱測定学会

  •  
     
     

    日本熱測定学会

  •  
     
     

    日本粘土学会

  •  
     
     

    日本粘土学会

  •  
     
     

    日本粘土学会

  •  
     
     

    資源・素材学会

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研究分野

  • 固体地球科学

  • 無機材料、物性

研究キーワード

  • 応用鉱物学、資源開発工学

論文

  • Synergistic effects of stellated fibrous mesoporous silica and synthetic dsRNA analogues for cancer immunotherapy

    Xiupeng Wang, Xia Li, Atsuo Ito, Yu Sogo, Yohei Watanabe, Kaoru Hashimoto, Atsushi Yamazaki, Tadao Ohno, Noriko M. Tsuji

    Chemical Communications   54 ( 9 ) 1057 - 1060  2018年

     概要を見る

    <p>Stellated fibrous mesoporous silica (MS) nanospheres and poly(I:C) show synergistic anti-cancer immunity <italic>in vivo</italic>.</p>

    DOI

  • Enhancement of HPO4-OH layered structure in octacalcium phosphate and its morphological evolution by acetic acid

    Yuki Sugiura, Kazuo Onuma, Atsushi Yamazaki

    JOURNAL OF THE CERAMIC SOCIETY OF JAPAN   124 ( 11 ) 1178 - 1184  2016年11月  [査読有り]

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    We show that acetic acid enhances the HPO4-OH layer structure of octacalcium phosphate (OCP) and hypothesize that the presence of acetic acid is essential for obtaining large-sized highly crystalline OCP with relatively high-temperature (similar to 65 degrees C) aqueous-solution synthesis methods. The OCP crystal consists of three types of layer structures (apatite-like, transition, and HPO4-OH). X-ray diffraction (XRD) analysis indicates that increasing acetic acid concentration leads to the development of their greater structure. Infrared (IR) and nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopic measurements indicated development of the highly HPO4-OH layer-structure. The enhanced layer structure development caused by acetic acid is in contrast to the generally observed decrease in HPO4-OH layer structure in the presence of -COOH-containing molecules such as citrate and succinate. (C) 2016 The Ceramic Society of Japan. All rights reserved.

    DOI CiNii

  • Silica Nanospheres: Hollow Structure Improved Anti-Cancer Immunity of Mesoporous Silica Nanospheres In Vivo (Small 26/2016)

    Wang, Xiupeng, Li, Xia, Ito, Atsuo, Yoshiyuki, Kazuko, Sogo, Yu, Watanabe, Yohei, Yamazaki, Atsushi, Ohno, Tadao, Tsuji, Noriko M

    Small   12 ( 26 ) 3510 - 3515  2016年07月  [査読有り]

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    Hollow and non-hollow mesoporous silica (MS) nanospheres with the similar particle size, pore size, and surface properties were synthesized in a study. The results showed that hollow structure of MS significantly improved cellular uptake of antigen, CD4+ and CD88 T cell populations in splenocytes, and anti-cancer immunity in vivo. MS and HMS nanospheres were synthesized in a Stöber solution containing tetraethyl orthosilicate (TEOS), ammonia, hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB), and ethanol. MS and HMS nanospheres showed smooth surface and a uniform diameter about 200 nm.

    DOI PubMed

  • 最近遭遇した日高ヒスイ(Hidaka Jade)について

    林 政彦, 林 富士子, 坂巻 邦彦, 安井 万奈, 山﨑 淳司

    宝石学会誌   32 ( 1 )  2016年

    CiNii

  • 世界各地のヒスイ(翡翠,ヒスイ輝石)の鉱物学的性質

    林 政彦, 酒見 昌伸, 安井 万奈, 山﨑 淳司, 堤 貞夫

    宝石学会誌   32 ( 1 ) 3 - 16  2016年

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    縄文時代の6千年前頃から首飾り等に使われていたヒスイ(翡翠,ヒスイ輝石(Jadeite))は,主に新潟県糸魚川市~富山県朝日町周辺で産出したとされている.わが国では,新潟県以外にも鳥取県若桜町,岡山県新見市,兵庫県養父市あるいは長崎県長崎市などからも産することが報告されている。さらに外国では,ミャンマー,アメリカ,グアテマラ,ロシアなどが知られている。今回入手した各地の試料を調べた結果,輝石族の鉱物名分類(Morimotoら,1988)1)に従うと,ほとんどのものはヒスイ輝石であったが,いくつかの産地のものはオンファス輝石(Omphacite)と呼んだ方がよいものであった。

    CiNii

  • かつて製造された合成エメラルドについて

    林 政彦, 坂巻 邦彦, 安井 万奈, 山崎 淳司

    宝石学会(日本)講演会要旨   38 ( 0 )  2016年

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    はじめに <br>1980 年代には,我が国の京セラや 諏訪精工社(当時)などで製造された合成エメ ラルドが流通し,それぞれクレサンベールやビ ジョレーブという商品名を使っていたが,本発 表では,商品名を持たない合成エメラルドに ついて報告する.<br>特 徴 <br>今回発表する合成エメラルドは,綺 麗な緑色を呈し,原石は六角柱状で ある.屈折率は,1.562-1.558.カラー・ フィルターで鮮赤色を示す.出願されている 特許によるとフラックス法で造られている.内部には Phenakite と思われる結晶を含む.この合成エメラルドのラマンスペクトルを測定したので紹介する.その他,鉱物学的な特性を報告する. <br>宝石鑑別にあたり <br>このエメラルドを鑑別する場合,屈折率の測定を行えば,天然エメラル ドと間違えることはないであろう.

    CiNii

  • Growth dynamics of vaterite in relation to the physico-chemical properties of its precursor, amorphous calcium carbonate, in the Ca-CO3-PO4 system

    Yuki Sugiura, Kazuo Onuma, Atsushi Yamazaki

    AMERICAN MINERALOGIST   101 ( 1-2 ) 289 - 296  2016年01月  [査読有り]

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    Vaterite is one of three non-hydrate calcium carbonate crystalline polymorphs and is formed as an initial phase under pseudo-biological conditions. However, biological hard tissues that use vaterite are rare; the reason for vaterite rarely appearing in vivo is still unclear. There is consensus that, in phosphate containing solutions, vaterite barely forms and amorphous calcium carbonate (ACC), the precursor of crystalline calcium carbonate and considered as aggregation of growth unit of vaterite, is stabilized. In this study, to clarify the biomineralization process, we investigated how phosphate acts as an inhibitor of vaterite growth. We measured vaterite growth rates in situ and estimated the essential crystal growth parameter, edge free energy, in the Ca-CO3-PO4 system in relation to the physico-chemical properties of ACC. The effects of PO4 on the ACC structure and dynamics were also observed. Co-existed PO4 reduced the growth rate of vaterite even when it was added in 4M-scale concentrations. The surface free energy of vaterite increased with increasing PO4 concentration and was 10x higher in a 10 M PO4-containing solution than in a PO4-free solution. Spectroscopic analyses showed that the chemical bonds in ACC particles were drastically changed by the addition of 4M-scale PO4, and the particles could no longer transform into vaterite. We conclude that PO4 inhibits vaterite growth and changed the ACC structure. And the original growth units of vaterite were also modified to the other structures. Thus, vaterite crystals could not grow by association of these growth units, which resulted in an increase in the apparent surface free energy of vaterite.

    DOI

  • Experimental observation of multiple- Q states for the magnetic skyrmion lattice and skyrmion excitations under a zero magnetic field

    Masahiro Nagao, Yeong-Gi So, Hiroyuki Yoshida, Kazunari Yamaura, Takuro Nagai, Toru Hara, Atsushi Yamazaki, Koji Kimoto

    Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics   92 ( 14 )  2015年10月

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    Model calculations indicate that the magnetic skyrmion lattice (SkL) is represented by a superposition of three spin helices at an angle of 120 to each other, the so-called triple-Q state. Using Lorentz transmission electron microscopy, we investigated the relationship between the SkL and the helix in FeGe thin films. After the magnetic field is removed, the ordered skyrmions are trapped inside helimagnetic domain walls (HDWs) where the different helical Q vectors are encountered. In situ observation revealed an unexpected topological excitation under such a zero-field state: skyrmions are spontaneously formed at HDWs.

    DOI

  • Interlaboratory studies on in vitro test methods for estimating in vivo resorption of calcium phosphate ceramics

    Atsuo Ito, Yu Sogo, Atsushi Yamazaki, Mamoru Aizawa, Akiyoshi Osaka, Satoshi Hayakawa, Masanori Kikuchi, Kimihiro Yamashita, Yumi Tanaka, Mika Tadokoro, Lídia Ágata De Sena, Fraser Buchanan, Hajime Ohgushi, Marc Bohner

    Acta Biomaterialia   25   347 - 355  2015年10月

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    A potential standard method for measuring the relative dissolution rate to estimate the resorbability of calcium-phosphate-based ceramics is proposed. Tricalcium phosphate (TCP), magnesium-substituted TCP (MgTCP) and zinc-substituted TCP (ZnTCP) were dissolved in a buffer solution free of calcium and phosphate ions at pH 4.0, 5.5 or 7.3 at nine research centers. Relative values of the initial dissolution rate (relative dissolution rates) were in good agreement among the centers. The relative dissolution rate coincided with the relative volume of resorption pits of ZnTCP in vitro. The relative dissolution rate coincided with the relative resorbed volume in vivo in the case of comparison between microporous MgTCPs with different Mg contents and similar porosity. However, the relative dissolution rate was in poor agreement with the relative resorbed volume in vivo in the case of comparison between microporous TCP and MgTCP due to the superimposition of the Mg-mediated decrease in TCP solubility on the Mg-mediated increase in the amount of resorption. An unambiguous conclusion could not be made as to whether the relative dissolution rate is predictive of the relative resorbed volume in vivo in the case of comparison between TCPs with different porosity. The relative dissolution rate may be useful for predicting the relative amount of resorption for calcium-phosphate-based ceramics having different solubility under the condition that the differences in the materials compared have little impact on the resorption process such as the number and activity of resorbing cells. Statement of significance The evaluation and subsequent optimization of the resorbability of calcium phosphate are crucial in the use of resorbable calcium phosphates. Although the resorbability of calcium phosphates has usually been evaluated in vivo, establishment of a standard in vitro method that can predict in vivo resorption is beneficial for accelerating development and commercialization of new resorbable calcium phosphate materials as well as reducing use of animals. However, there are only a few studies to propose such an in vitro method within which direct comparison was carried out between in vitro and in vivo resorption. We propose here an in vitro method based on measuring dissolution rate. The efficacy and limitations of the method were evaluated by international round-robin tests as well as comparison with in vivo resorption studies for future standardization. This study was carried out as one of Versailles Projects on Advanced Materials and Standards (VAMAS).

    DOI PubMed

  • Methanol oxidative decomposition over zirconia supported silver catalyst and its reaction mechanism

    Naohiro Shimoda, Shota Umehara, Masaki Kasahara, Teruhisa Hongo, Atsushi Yamazaki, Shigeo Satokawa

    APPLIED CATALYSIS A-GENERAL   507   56 - 64  2015年10月  [査読有り]

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    To develop a new catalyst for catalytic decomposition of volatile organic compounds (VOCs), the activity of various oxide supported silver (Ag) based catalysts for methanol (MeOH) oxidation reaction have been evaluated. Based on the activity evaluation, zirconia (ZrO2) is considered to be a substitute to ceria (CeO2) as a support material. The ZrO2 supported catalyst loading Ag component can oxidize MeOH to CO2 completely, while the main product is CO for MeOH oxidation over pure ZrO2. In the present work, 2.0 wt.% Ag/ZrO2 exhibits excellent activity comparable to Ag/CeO2. Furthermore, according to in situ FT-IR analysis over Ag/ZrO2 and pure ZrO2, it is considered that the methoxy, formate, and bicarbonate species adsorbed on the ZrO2 surface are intermediate species. We thus deduce that Ag component significantly enhances the oxidation step of methoxy species to CO2 via formate species, leading to the complete oxidation of MeOH to CO2 over Ag/ZrO2 catalyst. (C) 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI

  • The effects of immobilized carboxylic-functional groups on the dynamics of phase transformation from amorphous to octacalcium phosphate

    Yuki Sugiura, Kazuo Onuma, Masahiro Nagao, Atsushi Yamazaki

    AMERICAN MINERALOGIST   100 ( 7 ) 1624 - 1632  2015年07月  [査読有り]

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    The influence of carboxylic-functional-groups (-COOH) on the phase transformation from amorphous calcium phosphate (ACP) to octacalcium phosphate (OCP) was investigated. 11-Mercaptoun-decanoic acid, a carboxylic thiol, was immobilized on gold nanoparticles via covalent bond formation. Time-resolved static light scattering measurements indicated that a structural-reconstruction-type phase transformation occurred with or without the presence of -COOH on the nanoparticles. When it dispersed in calcium phosphate solutions, these nanoparticles inhibited the phase transformation dynamics and also changed the reaction path, forming HPO4-OH-layer-deficient OCP at pH 6.5 an intermediate phase, which did not show the typical OCP X-ray diffraction (XRD) peak at 2 theta = 4.7 degrees. This phase was not observed in the reference solution containing gold nanoparticles without bound -COOH. The HPO4-OH-layer-deficient OCP transformed to conventional OCP gradually, as revealed by XRD, nuclear magnetic resonance, and Raman analyses. Thus, the immobilized -COOH appeared to behave as a negative catalyst, resulting in the formation of the intermediate phase. Such a mechanism partially clarifies complex biomineralization processes, for example teeth enamel and dentin formation, in vivo.

  • Area-Specific Cell Stimulation via Surface-Mediated Gene Transfer Using Apatite-Based Composite Layers

    Yushin Yazaki, Ayako Oyane, Yu Sogo, Atsuo Ito, Atsushi Yamazaki, Hideo Tsurushima

    INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES   16 ( 4 ) 8294 - 8309  2015年04月  [査読有り]

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    Surface-mediated gene transfer systems using biocompatible calcium phosphate (CaP)-based composite layers have attracted attention as a tool for controlling cell behaviors. In the present study we aimed to demonstrate the potential of CaP-based composite layers to mediate area-specific dual gene transfer and to stimulate cells on an area-by-area basis in the same well. For this purpose we prepared two pairs of DNA-fibronectin-apatite composite (DF-Ap) layers using a pair of reporter genes and pair of differentiation factor genes. The results of the area-specific dual gene transfer successfully demonstrated that the cells cultured on a pair of DF-Ap layers that were adjacently placed in the same well showed specific gene expression patterns depending on the gene that was immobilized in theunderlying layer. Moreover, preliminary real-time PCR results indicated that multipotential C3H10T1/2 cells may have a potential to change into different types of cells depending on the differentiation factor gene that was immobilized in the underlying layer, even in the same well. Because DF-Ap layers have a potential to mediate area-specific cell stimulation on their surfaces, they could be useful in tissue engineering applications.

    DOI PubMed

  • Area-Specific Cell Stimulation via Surface-Mediated Gene Transfer Using Apatite-Based Composite Layers

    Yushin Yazaki, Ayako Oyane, Yu Sogo, Atsuo Ito, Atsushi Yamazaki, Hideo Tsurushima

    INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES   16 ( 4 ) 8294 - 8309  2015年04月  [査読有り]

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    Surface-mediated gene transfer systems using biocompatible calcium phosphate (CaP)-based composite layers have attracted attention as a tool for controlling cell behaviors. In the present study we aimed to demonstrate the potential of CaP-based composite layers to mediate area-specific dual gene transfer and to stimulate cells on an area-by-area basis in the same well. For this purpose we prepared two pairs of DNA-fibronectin-apatite composite (DF-Ap) layers using a pair of reporter genes and pair of differentiation factor genes. The results of the area-specific dual gene transfer successfully demonstrated that the cells cultured on a pair of DF-Ap layers that were adjacently placed in the same well showed specific gene expression patterns depending on the gene that was immobilized in theunderlying layer. Moreover, preliminary real-time PCR results indicated that multipotential C3H10T1/2 cells may have a potential to change into different types of cells depending on the differentiation factor gene that was immobilized in the underlying layer, even in the same well. Because DF-Ap layers have a potential to mediate area-specific cell stimulation on their surfaces, they could be useful in tissue engineering applications.

    DOI

  • Real space observation of skyrmion polycrystallization and its domain boundary behavior in FeGe1-xSix

    Masahiro Nagao, Yeong-Gi So, Hiroyuki Yoshida, Takuro Nagai, Keiichi Edagawa, Kaichi Saito, Toru Hara, Atsushi Yamazaki, Koji Kimoto

    APPLIED PHYSICS EXPRESS   8 ( 3 )  2015年03月  [査読有り]

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    In magnetic skyrmion crystals (SkXs), the quality of skyrmion ordering affects the motion under electric current and temperature gradient. However, the crystalline nature itself remains an open issue. We report the observation of skyrmion polycrystallization in FeGe1-xSix as a function of x by Lorentz transmission electron microscopy. With increasing x, the SkX changes from single crystalline to polycrystalline, concomitantly with the formation of the interfaces referred to as domain boundaries. In situ observations have revealed that the domain boundary formation competes the tendency to accommodate the differences between orientations of the SkX. (C) 2015 The Japan Society of Applied Physics

    DOI

  • CHANGES IN THE MICROPOROUS STRUCTURE OF GEOPOLYMER BY SYNERESIS CONDITIONS

    KURODA TAKAHISA, KOMINE SHINSUKE, NAGAO MASAHIRO, YAMAZAKI ATSUSHI

    Clay science   19 ( 1 ) 11 - 16  2015年03月

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    "Geopolymer" is the general name for an alkali aluminosilicate polymer. The effects of the Si/Al molar ratio and alkali species (K or Na) on the solid-phase formation and of syneresis (water evaporation) on the formation of microporous geopolymer were investigated. The sizes of the constituent particles decreased from the micrometer to nanometer scale as the Si/Al molar ratio increased, and the decrease in particle size was accompanied by the concentration of interstitial pores approximately 50 nm in diameter between the particles. K-type geopolymer possessed an aggregated structure of small spherical particles, whereas Na-type geopolymer had an aggregated structure of large, irregularly shaped particles. The size and number of pores increased by syneresis as the water ratio increased; however, moderate syneresis decreased the size and number of pores.

    CiNii

  • Solution Chemical Synthesis of Hollow Vaterite Particles for Advanced Biomaterial Applications

    Yuki Sugiura, Kazuo Onuma, Atsushi Yamazaki

    CHEMISTRY LETTERS   44 ( 1 ) 20 - 22  2015年01月  [査読有り]

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    In this work, we develop a new simple synthesis method of hollow polycrystalline monophase vaterite particles without impurities such as calcite and toxic buffer (tris(hydroxylmethyl)-aminomethane: Tris). Starting materials consist of CaCl2, NaHCO3, NaCl, and a flavin mononucleotide, a vitamin B-2 derivative. The resulting vaterite particles showed a spherical shell of 2-5 mu m surrounding a 50-500 nm diameter cavity. The shells comprised 10-100 nm wide elongated fibrous crystals, which were tightly packed and radially elongated from the center of a vaterite sphere.

    DOI CiNii

  • 真珠光沢をもつ塗膜の作製(一般講演要旨11,平成26年度宝石学会(日本)一般講演要旨)

    林 政彦, 竹内 雄平, 山崎 淳司

    宝石学会誌   31 ( 1 ) 40 - 41  2014年11月

    CiNii

  • 最近,中国から輸入された"岩絵具"

    林 政彦, 安藤 康行, 安井 万奈, 山崎 淳司

    宝石学会誌   31 ( 1 ) 7 - 16  2014年11月

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    Powdered mineral pigments are used for The Tale of Genji picture scroll made in the twelfth century and the ancient Takamatsu burial mound made in the seventh century of Japanese. These pigments are chiefly composed of natural minerals in the world. For instance, the red color was hematite, and the blue color was lazurite (lapis lazuli). 12 kinds of pigments made in China that had been encountered recently were examined by X-ray diffractometry and visible spectrometry. As a result, the black was graphite with quartz, the white color was dolomite and aragonite, the blue color was azurite and turquoise, the green color was malachite, the red color was cinnabar and hematite, and the yellow color was orpiment. When the mineral grain size is less than 1 μm, the streak color is shown. Moreover, the color of pale blue was a color of the particle size of 1-8 μm, while blue pigments were the colors of the particle size of 25-65 μm of azurite. From these facts, in the case of azurite with a size of approximately 10-65 μm, the size of the mineral particle which constituted a color just presented a macroscopic color, but showed that a color became light when size became the fine grain of approximately 1-8 μm.

    CiNii

  • Improved gene transfer efficiency of a DNA-lipid-apatite composite layer by controlling the layer molecular composition

    Yushin Yazaki, Ayako Oyane, Hideo Tsurushima, Hiroko Araki, Yu Sogo, Atsuo Ito, Atsushi Yamazaki

    Colloids and Surfaces B: Biointerfaces   122   465 - 471  2014年10月

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    Surface-mediated nonviral gene transfer systems using biocompatible apatite-based composite layers have potential use in tissue engineering applications. Herein, we investigated a relatively efficient system based on a DNA-lipid-apatite composite layer (DLp-Ap layer): an apatite (Ap) layer with immobilized DNA and lipid (Lp) complexes (DLp complexes). DLp-Ap layers were fabricated on substrates using supersaturated calcium phosphate coprecipitation solutions supplemented with DLp complexes, and the molecular compositions of the DLp-Ap layers were controlled by varying the net DNA concentrations and Lp/DNA ratios in the coprecipitation solutions. Increases in both the DNA concentration and Lp/DNA ratio in the coprecipitation solution increased the DLp complex content of the resulting DLp-Ap layer. However, a higher DLp complex content did not always provide increased gene transfer efficiency to the CHO-K1 cells, because there was a threshold content of approximately 10μg/cm2. In addition, DLp-Ap layers with similar DLp complex contents exhibited different gene transfer efficiencies, most likely due to the different Lp/DNA ratios in the layers. Notably, the optimized Lp/DNA ratios in the coprecipitation solutions for maximizing the gene transfer efficiency were lower than those of the conventional particle-mediated lipofection systems. These findings will serve as a useful design guide for the preparation of DLp-Ap layers with high gene transfer efficiency.

    DOI PubMed

  • P14 NLDHのセメント水和物との反応(ポスター発表,一般講演)

    上間 綾乃, 荒畑 利一, 水野 清, 上原 元樹, 山崎 淳司

    粘土科学討論会講演要旨集   ( 58 ) 142 - 143  2014年09月

    CiNii

  • フライアッシュを原料としたH^+型ジオポリマーの作製とイオン交換特性

    上原 元樹, 佐藤 隆恒, 大内 悠斗, 山崎 淳司

    粘土科学   53 ( 1 ) 8 - 15  2014年09月

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    H^+-form geopolymer powder was prepared by grinding a Na^+-form geopolymer hardened paste and processing it with sulfuric acid. At pH 7, the extent of cation exchange with Na^+ and K^+ ions of the H^+-form geopolymer powder was one-fourth of that of the original Na^+-form geopolymer at the same pH. The ion-exchange capacity of the H^+-form geopolymer powder showed pH dependence, that is, a tendency to increase with increasing pH. Additionally, we observed that the H^+-form geopolymer powder adsorbed Na^+ ions from and lowered the pH of the hardened cement paste. However, in solution at pH 12.5, a part of the Si component of the H^+-form geopolymer powder was leached out. It was thus confirmed that other alkaline-adsorption mechanisms, by which the leached Si-component reacts with the alkaline component of the cement paste, are at work, and therefore, they need to be considered in addition to the cation-exchange reaction in order to understand completely the behavior of the H^+-form geopolymer in cement paste.

    CiNii

  • Dissolution behavior of vaterite spherulite in solutions containing phosphate ions

    Yuki Sugiura, Kazuo Onuma, Masahiro Nagao, Koichi Momma, Yuki Kimura, Atsushi Yamazaki

    JOURNAL OF THE CERAMIC SOCIETY OF JAPAN   122 ( 1428 ) 679 - 687  2014年08月  [査読有り]

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    Vaterite is a crystalline polymorph of calcium carbonate that exhibits low stability in comparison with the other crystalline polymorphs of calcium carbonate. It often assumes a spherical shape. The physical properties of vaterite are utilized in advanced biomaterials such as drug delivery systems (DDSs). The potential application of vaterite in DDSs demands a comprehensive understanding of its dissolution rate as a function of PO4 concentration. Using in situ optical studies, we analyzed the dissolution behavior of vaterite in a simulated PO4-containing biogenic environment. The varying physicality (i. e., the pseudo-physiological conditions) of vaterite were investigated using high-resolution cryogenic transmission electron microscopy and small-angle X-ray scattering. In addition, we measured the PO4/Ca ratio in each part of vaterite spherulites using field-emission scanning electron microscopy in conjunction with energy-dispersive X-ray spectroscopy and inductively coupled plasma atomic emission spectrometry.
    We categorized the vaterite spherulites into three parts - the shell, mantle, and core parts - on the basis of their dissolution behavior and PO4 response. The PO4 response to the dissolution dynamics increases toward the outer part, although the adsorption rate decreases in the presence of PO4 and PO4 fluorescence materials. The composition of the shell part was nearly identical to that of ideal vaterite, whereas the inner part exhibited a high C/Ca ratio and a poorly crystalline phase referred to as vaterite-like material. The dissolution rate of each part was 0.23-1.58nm/s (shell), 0.63-3.19nm/s (mantle), and 1.38-5.71 nm/s (core). The vaterite and vaterite-like materials were further identified according to their composition and particle size distribution. (C) 2014 The Ceramic Society of Japan. All rights reserved.

    DOI CiNii

  • Dissolution behavior of vaterite spherulite in solutions containing phosphate ions

    Yuki Sugiura, Kazuo Onuma, Masahiro Nagao, Koichi Momma, Yuki Kimura, Atsushi Yamazaki

    JOURNAL OF THE CERAMIC SOCIETY OF JAPAN   122 ( 1428 ) 679 - 687  2014年08月  [査読有り]

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    Vaterite is a crystalline polymorph of calcium carbonate that exhibits low stability in comparison with the other crystalline polymorphs of calcium carbonate. It often assumes a spherical shape. The physical properties of vaterite are utilized in advanced biomaterials such as drug delivery systems (DDSs). The potential application of vaterite in DDSs demands a comprehensive understanding of its dissolution rate as a function of PO4 concentration. Using in situ optical studies, we analyzed the dissolution behavior of vaterite in a simulated PO4-containing biogenic environment. The varying physicality (i. e., the pseudo-physiological conditions) of vaterite were investigated using high-resolution cryogenic transmission electron microscopy and small-angle X-ray scattering. In addition, we measured the PO4/Ca ratio in each part of vaterite spherulites using field-emission scanning electron microscopy in conjunction with energy-dispersive X-ray spectroscopy and inductively coupled plasma atomic emission spectrometry.
    We categorized the vaterite spherulites into three parts - the shell, mantle, and core parts - on the basis of their dissolution behavior and PO4 response. The PO4 response to the dissolution dynamics increases toward the outer part, although the adsorption rate decreases in the presence of PO4 and PO4 fluorescence materials. The composition of the shell part was nearly identical to that of ideal vaterite, whereas the inner part exhibited a high C/Ca ratio and a poorly crystalline phase referred to as vaterite-like material. The dissolution rate of each part was 0.23-1.58nm/s (shell), 0.63-3.19nm/s (mantle), and 1.38-5.71 nm/s (core). The vaterite and vaterite-like materials were further identified according to their composition and particle size distribution. (C) 2014 The Ceramic Society of Japan. All rights reserved.

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  • Coprecipitation of DNA-lipid complexes with apatite and comparison with superficial adsorption for gene transfer applications

    Yushin Yazaki, Ayako Oyane, Hideo Tsurushima, Hiroko Araki, Yu Sogo, Atsuo Ito, Atsushi Yamazaki

    Journal of Biomaterials Applications   28 ( 6 ) 937 - 945  2014年02月

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    Apatite can mediate gene transfer into cells by serving as a safe and biocompatible immobilization matrix for DNA and transfection reagents. Recently, an apatite layer that immobilized DNA-lipid complexes was prepared by a coprecipitation process in a supersaturated calcium phosphate solution. This composite layer (DNA-lipid-apatite layer) showed a higher gene transfer capability than an apatite layer with superficially adsorbed DNA-lipid complexes (DNA-lipid-adsorbed apatite layer). In this study, the DNA-lipid-apatite layer and the DNA-lipid-adsorbed apatite layer were compared for their physicochemical properties and gene transfer capabilities. The higher gene transfer capability of the DNA-lipid-apatite layer compared with that of the DNA-lipid-adsorbed apatite layer was reconfirmed by a luciferase assay using epithelial-like CHO-K1 cells. Physicochemical structure analyses showed that the DNA-lipid-apatite layer possessed a larger capacity for DNA-lipid complexes than the DNA-lipid-adsorbed apatite layer. The DNA-lipid-apatite layer released DNA-lipid complexes in a slow and sustained manner, whereas the DNA-lipid-adsorbed apatite layer released them in short bursts. Consequently, the release of DNA-lipid complexes from the DNA-lipid-apatite layer was larger in amount and longer in duration than release from the DNA-lipid-adsorbed apatite layer. This difference in release profiles may be responsible for the higher gene transfer capability of the DNA-lipid-apatite layer compared with that of the DNA-lipid-adsorbed apatite layer. The coprecipitation process and the resulting DNA-lipid-apatite layer have many applications in tissue engineering. © 2013 The Author(s).

    DOI PubMed

  • Solution Chemical Synthesis of Hollow Vaterite Polycrystalline Particles for Advanced Biomaterial Applications

    Sugiura Yuki, Onuma Kazuo, Yamazaki Atsushi

    Chemistry Letters    2014年

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    In this work, we develop a new simple synthesis method of hollow vaterite polycrystalline monophase particles without impurities, such as calcite and toxic buffer (tris(hydroxylmethyl)amino methane: Tris). Starting materials consist of CaCl2, NaHCO3, NaCl, and a flavin mononucleotide—a vitamin B2 derivative. The resulting vaterite particles showed a spherical shell of 2–5 μm surrounding a 50–500 nm diameter cavity. The shells comprised 10–100 nm wide elongated fibrous crystals, which were tightly packed and radially elongated from the center of a vaterite sphere.

    CiNii

  • A16 層状複水酸化物の製造について(口頭発表,一般講演)

    杉山 周平, 大野 睦浩, 小林 裕, 島崎 貴司, 横田 季彦, 山崎 淳司

    粘土科学討論会講演要旨集   ( 57 ) 62 - 63  2013年09月

    CiNii

  • MgOを中和剤とする層状複水酸化物の生成反応とフッ素排水処理法への応用

    二瓶 智也, 林 浩志, 山崎 淳司, 所 千晴

    Journal of MMIJ : journal of the Mining and Materials Processing Institute of Japan   129 ( 4 ) 132 - 137  2013年04月

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    Removal of fluorine in effluent with low concentration is difficult technique and an effective method has not been established. This paper describes a novel fluorine-removal process that composed the following processes, addition of Al(III) source to feed water, conditioning of the slurry with magnesium oxide (MgO), neutralizing reaction, returning the settled slurry, and gravitational settling of the solids. This process allows the formation of a mixed Mg(II)-Al(III) hydroxide precipitate, which gradually develops into Layered Double Hydroxides (LDH) compound. MgO, which serves as both the neutralizer and the Mg(II) source, contributes to both the excellent settling and dewatering characteristics of the resulting solids. The sludge returning technique, well-known as High Density Sludge (HDS) method, is employed to prolong the sludge retention time to dissolve as much MgO as possible. Repeated batch-wise fluorine-removal tests showed that the residual fluorine concentration gradually decreased according as the number of batch test increased. Optimum fluorine removal ratio reached 96 %, where initial fluorine concentration 20 mg/L decreased below the national environmental standard, 0.8 mg/L. Powder X-ray diffraction analysis indicated the presence of both LDH phase and Periclase phase in the formed solids. Considering the good settling and dewatering characteristics of solids, the proposed process served as alternative treatment technique for low concentrated fluorine-containing effluents.

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  • Synthesis of Imogolite from Rice Husk Ash and Evaluation of Its Acetaldehyde Adsorption Ability

    Teruhisa Hongo, Junro Sugiyama, Atsushi Yamazaki, Akihiro Yamasaki

    INDUSTRIAL & ENGINEERING CHEMISTRY RESEARCH   52 ( 5 ) 2111 - 2115  2013年02月  [査読有り]

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    Large amounts of rice husk ash (RHA) are discharged from rice husk power plants, and the development of an effective system for recycling this RHA waste would be desirable. In the current study, the silica component of RHA obtained from a rice husk power plant in Myanmar was successfully used as raw material for the synthesis of the aluminum silicate nanotube material, imogolite. The RHA used contained 91.65 wt % silica, which was composed of a mixed phase of cristobalite, tridymite, and amorphous silica. The synthesized imogolite had a BET surface area of 282.0 m(2)/g and a web-like structure formed of fibrous bundles. The imogolite adsorbed 8.8 mu mol/g acetaldehyde in 60 min, representing a value approximately 5 times greater than that achieved by the parent RHA.

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  • 埼玉県内に産出する鉱物・宝石:天然記念物緊急調査報告書より

    林 政彦, 安井 万奈, 山崎 淳司

    宝石学会(日本)講演会要旨   35 ( 0 )  2013年

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    埼玉県内で産出する鉱物種は,現在まで199種であり,ひすい輝石(ジェイダイト)も産出しているが,比較的大きな鉱物としては,方解石,スピネル,灰鉄石榴石などがある.方解石は透明な結晶が光学用として使われたという.現在では,セメントなどの材料として石灰岩(主として方解石)の採掘を,(株)ニッチツ秩父事業所(旧秩父鉱山)が採掘している.スピネルと灰鉄石榴石は,それぞれ青色と黄色の色調を示し,透明であれば宝石に十分使えそうである.これらは,堆積岩(秩父帯の石灰岩)にマグマが貫入して生成したスカルン鉱床中に見られる.現在の採掘の対象は結晶質石灰岩(大理石)であるが,かつては金,亜鉛,鉄などを目的にしていた.<BR> 一方,江戸時代には,平賀源内が"石綿"を発見して燃えない布「火浣布」として製作したことが知られている.<BR> 今回は,演者の一人である林が1999年~2001年に埼玉県教育委員会より委嘱された委員として実施した,天然記念物緊急調査の報告書を元に,宝石としての価値について報告する.なお,この調査は文化庁が全国の都道府県で実施したものであった.<BR> 今回紹介する鉱物・宝石の産地は、日本ジオッパークの一つ、秩父ジオパークとなっている。このジオパーク構想はユネスコ(国際連合教育科学文化機関)が始めたものである。

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  • Acceleration and inhibition effects of phosphate on phase transformation of amorphous calcium carbonate into vaterite

    Yuki Sugiura, Kazuo Onuma, Yuki Kimura, Katsuo Tsukamoto, Atsushi Yamazaki

    AMERICAN MINERALOGIST   98 ( 1 ) 262 - 270  2013年01月  [査読有り]

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    Phase transformation of amorphous calcium carbonate (ACC) into vaterite and its subsequent stability was investigated at a constant pH (similar to 8.2), ionic strength, and temperature that simulated the biological environment. Solutions containing the same concentrations of CaCl2, Na2CO3, and tris(hydroxymethyl)aminomethane buffer and various concentrations of PO4 (0-62.5 mu M) were prepared, and precipitates in the solutions were sampled at a constant interval to observe the morphology and type of calcium carbonate polymorphs that appeared. The change in the Ca-ion concentration over time, which served as a guide for phase transformation of ACC into crystalline phases, was measured in relation to the PO4 concentration. The starting time of phase transformation was at the minimum point when the concentration was similar to 2-3 mu M. Vaterite spherulites consisting of needle-like crystals (0.5-2 mu m in length) formed only in this PO4 range and survived the experimental procedure (similar to 2.5 h). In contrast, the starting time of phase transformation increased exponentially with the PO4 concentration when it was higher than 5 mu M. The vaterite spherulites and calcite crystals co-precipitated, and both polymorphs grew over time. The PO4 was shown to be an accelerator for phase transformation from ACC into vaterite at low concentrations (Ca/PO4 molar ratio &lt;3000) and an inhibitor for transformation at high concentrations. We investigated the kinetics of vaterite formation in the presence of PO4 and derived an advanced concept for cluster-based phase transformation. This investigation showed that the appearance and stability of calcium carbonate polymorphs is easily controlled by adjusting the PO4 concentration.

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  • Correlation between cell attachment areas after 2 h of culture and osteogenic differentiation activity of rat mesenchymal stem cells on hydroxyapatite substrates with various surface properties

    Kan Cheng, Motohiro Hirose, Xiupeng Wang, Yu Sogo, Atsushi Yamazaki, Atsuo Ito

    BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS   430 ( 1 ) 156 - 160  2013年01月  [査読有り]

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    The initial attachment of mesenchymal stem cells (MSCs) to substrates and osteogenic differentiation are supported by culture on a hydroxyapatite substrate. Cell attachment areas of rat MSCs after 2 h of culture on hydroxyapatite substrates with various microstructures and the osteogenic differentiation activity thereafter were measured. The perceived outcome was that, after 2 h of culture, rat MSCs with a small attachment area would have a high osteogenic differentiation activity, whereas those with a large attachment area would have a low osteogenic differentiation activity. Furthermore, rat MSCs with a small attachment area had many cytoplasmic processes, while those with a large attachment area revealed clear stress fibers and focal contacts. These results suggest that cell attachment area of rat MSCs after 2 h of culture has a strong effect on the osteogenic differentiation of rat MSCs. Thus, the measurement of cell attachment area after 2 h of culture could become valuable for estimating the osteogenic differentiation activity of rat MSCs thereafter. (C) 2012 Elsevier Inc. All rights reserved.

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  • Development of an early estimation method for predicting later osteogenic differentiation activity of rat mesenchymal stromal cells from their attachment areas

    Kan Cheng, Motohiro Hirose, Xiupeng Wang, Yu Sogo, Atsushi Yamazaki, Atsuo Ito

    SCIENCE AND TECHNOLOGY OF ADVANCED MATERIALS   13 ( 6 )  2012年12月  [査読有り]

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    Cell morphology has received considerable attention in recent years owing to its possible relationship with cell functions, including proliferation, differentiation, and migration. Recent evidence suggests that extracellular environments can also mediate cell functions, particularly cell adhesion. The aims of this study were to investigate the correlation between osteogenic differentiation activity and the morphology of rat mesenchymal stromal cells (MSCs), and to develop a method of estimating osteogenic differentiation capability of MSCs on biomaterials. We measured the attachment areas of MSCs on substrates with various types of surface after 2 h of seeding, and quantified the amount of osteocalcin secreted from MSCs after 3 weeks of culture under osteogenic differentiation conditions. MSCs with small attachment areas showed a high osteogenic differentiation activity. These findings indicate that cell attachment areas correlate well with the osteogenic differentiation activity of MSCs. They also suggest that the measurement of cell attachment areas is useful for estimating the osteogenic differentiation activity of MSCs and is a practical tool for applications of MSCs in regenerative medicine.

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  • Mechanochemical treatment of vermiculite in vibration milling and its effect on lead (II) adsorption ability

    Teruhisa Hongo, Shota Yoshino, Atsushi Yamazaki, Akihiro Yamasaki, Shigeo Satokawa

    APPLIED CLAY SCIENCE   70   74 - 78  2012年12月  [査読有り]

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    Vermiculite was subjected to mechanochemical treatment using a vibration mill. The treated samples were characterized by XRD, FE-SEM, N-2-adsorption, FT-IR and Si-29-MAS NMR. The mechanochemical treatment led to a reduction in the particle size and a significant increase in the surface area. Surface hydroxyl (silanol, magnesiol and aluminol) groups, located on the clay particle edges and amorphous silica phase, were also generated. The mechanochemical treatment of vermiculite gave a dramatic improvement in the lead (II) adsorption capacity. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

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  • Fabrication of DNA-antibody-apatite composite layers for cell-targeted gene transfer

    Yushin Yazaki, Ayako Oyane, Hiroko Araki, Yu Sogo, Atsuo Ito, Atsushi Yamazaki, Hideo Tsurushima

    SCIENCE AND TECHNOLOGY OF ADVANCED MATERIALS   13 ( 6 ) 1011 - 1019  2012年12月  [査読有り]

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    Surface-mediated gene transfer systems using apatite (Ap)-based composite layers have received increased attention in tissue engineering applications owing to their safety, biocompatibility and relatively high efficiency. In this study, DNA-antibody-apatite composite layers (DA-Ap layers), in which DNA and antibody molecules are immobilized within a matrix of apatite nanocrystals, were fabricated using a biomimetic coating process. They were then assayed for their gene transfer capability for application in a specific cell-targeted gene transfer. A DA-Ap layer that was fabricated with an anti-CD49f antibody showed a higher gene transfer capability to the CD49f-positive CHO-K1 cells than a DNA-apatite composite layer (D-Ap layer). The antibody facilitated the gene transfer capability of the DA-Ap layer only to the specific cells that were expressing corresponding antigens. When the DA-Ap layer was fabricated with an anti-N-cadherin antibody, a higher gene transfer capability compared with the D-Ap layer was found in the N-cadherin-positive P19CL6 cells, but not in the N-cadherin-negative UV female 2 cells or in the P19CL6 cells that were pre-blocked with anti-N-cadherin. Therefore, the antigen- antibody binding that takes place at the cell-layer interface should be responsible for the higher gene transfer capability of the DA-Ap than D-Ap layer. These results suggest that the DA-Ap layer works as a mediator in a specific cell-targeted gene transfer system.

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  • リン酸カルシウム複合層を利用した遺伝子導入と再生医療応用

    大矢根 綾子, 矢崎 侑振, 鶴嶋 英夫, 王 秀鵬, 十河 友, 伊藤 敦夫, 山崎 淳司

    Journal of the Society of Inorganic Materials, Japan : セッコウ・石灰・セメント・地球環境の科学   19 ( 361 ) 466 - 472  2012年11月

    CiNii

  • Thermal stability and behavior of platelet-shaped SBA-15 containing Zr

    Yoshihiro Usami, Teruhisa Hongo, Atsushi Yamazaki

    JOURNAL OF POROUS MATERIALS   19 ( 5 ) 897 - 902  2012年10月  [査読有り]

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    SBA-15 with a platelet shape, containing Zr(IV), (Zr-SBA-15) was prepared to characterize its thermal stability and thermal behavior in comparison with conventional, rod-shaped SBA-15. The small angle X-ray diffraction (SAXRD) lines of Zr-SBA-15 and SBA-15 disappeared at 1,373 and 1,273 K, respectively. The pore diameter of the Zr-SBA-15 was almost constant from 773 to 1,073 K and decreased above 1,173 K, whereas the SBA-15 pore diameter decreased with increasing calcination temperature from 773 to 1,173 K. Therefore, the thermal stability of the Zr-SBA-15 was higher than that of SBA-15. Zr(IV) distributed within the framework prevents the pores from shrinkage by heating, and the Zr(IV) forms a ZrO2 crystalline phase above 1,273 K. When calcined at 1,873 K, the Zr-SBA-15 mesostructure collapsed while maintaining its hexagonal platelet shape. The collapse of the mesostructure at 1,373 K, caused the Zr-SBA-15 to shrink in the width direction by approximately 40% compared with that calcined at 773 K, although the dimension hardly changed in the thickness direction.

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  • フライアッシュの反応性向上処理による硬化体の強度増加に関する研究

    米田 真梨子, 吉岡 一郎, 山崎 淳司

    電力土木 = Electric power civil engineering   ( 361 ) 48 - 51  2012年09月

    CiNii

  • Phosphate constituent effects on the structure and photocatalytic properties of mesoporous tungsten oxides

    Yoshihiro Usami, Teruhisa Hongo, Atsushi Yamazaki

    MICROPOROUS AND MESOPOROUS MATERIALS   158   13 - 18  2012年08月  [査読有り]

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    Mesoporous WO3 replicas were synthesized by a hard template method using ammonium metatungstate (AMT) or phosphotungstic acid (PTA) as a tungsten source. The mesoporous WO3 replica synthesized from AMT (WO3-AMT) and PTA (WO3-PTA) consisted of a crystalline monoclinic phase and mixed crystalline tetragonal and monoclinic phases, respectively. The absorption of WO3-PTA in the visible region was stronger than that of WO3-AMT. These characteristics reflected the oxidation states, which were affected by the existence or non-existence of minor phosphate constituents in the mesoporous WO3 replica. WO3-PTA contained a phosphate constituent from the tungsten source. However, WO3-AMT and WO3-PTA have similar mesostructures and band-gap energies. WO3-AMT and WO3-PTA with Cu2+ ions showed 28.4 and 5.5 times higher photocatalytic activities than that of bare commercial TiO2 (P-25) in decomposition of acetic acid under visible-light irradiation. The phosphate in WO3-PTA functioned as a recombination center. (C) 2012 Elsevier Inc. All rights reserved.

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  • ジルコニウム添加がメソポーラスシリカSBA-15の結晶形態に及ぼす影響

    本郷 照久, 宇佐美 佳宏, 山崎 淳司

    Journal of the Society of Inorganic Materials, Japan : セッコウ・石灰・セメント・地球環境の科学   19 ( 359 ) 243 - 246  2012年07月

    CiNii

  • ブルー・オパールの変色について

    林 政彦, 安藤 康行, 安井 万奈, 山崎 淳司

    宝石学会(日本)講演会要旨   34 ( 0 )  2012年

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    ブルー・オパールは大変綺麗な色調であり,人気のある宝石の一つである。その中に変色するものがあったので、その原因について報告する。この変色は、標本ケースに入れた状態で生じており、ケース内部が青色になってしまっていることから、オパールから染み出てきたことによることは明らかである。そこで、変色した標本について、X線粉末回析実験とエルギー分散型EPMA により化学組成の分析を試みたので、それらの結果を報告する。(1)X線粉末回折実験装 置・リガク製X線ディフラクトメータ RINT ULTIMA3条 件・X線源:Cu Kα・電圧/電流:40kV / 20mA結 果非晶質のシリカの回折パターンを示す。いわゆるOpal-CTである.(2)エルギー分散型EPMA装 置・日本電子製JSM-6360 + OXFORD製INCA EDS条 件・加速電圧:15 kV・測定範囲:20 mm・積算時間:60 sec結 果銅と塩素が検出された.以上の結果から,青緑色を呈する塩化銅(Ⅱ)のニ水和物によって着色されたオパールと思われる。 なお、無水の塩化銅(Ⅱ)は黄褐色である。<bR>流通しているブルー・オパールのネックレスで、身に着けている間に黄色に変色した報告もある。これは,塩化銅(Ⅱ)のニ水和物が脱水して無水になったためと考えられる。塩化銅が人為的に含浸させたものかどうかは不明であるが、流通しているブルー・オパールの取扱いには注意が必要である。

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  • Control of gene transfer on a DNA-fibronectin-apatite composite layer by the incorporation of carbonate and fluoride ions

    Yushin Yazaki, Ayako Oyane, Yu Sogo, Atsuo Ito, Atsushi Yamazaki, Hideo Tsurushima

    BIOMATERIALS   32 ( 21 ) 4896 - 4902  2011年07月  [査読有り]

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    Gene transfer techniques are useful tools for controlling cell behavior, such as proliferation and differentiation. We have recently developed an efficient area-specific gene transfer system using a DNA -fibronectin-apatite composite layer (DF-Ap layer). In this system, partial dissolution of the composite layer is likely to be a crucial step for gene transfer. In the present study, layer solubility was adjusted by incorporating various contents of carbonate or fluoride ions into the DF-Ap layer via ionic substitution for the apatite crystals. Carbonate ion incorporation increased the solubility of the DF-Ap layer, thereby increasing the efficiency of gene transfer on the layer. In contrast, the incorporation of fluoride ions decreased the solubility of the DF-Ap layer, thereby decreasing the efficiency and delaying the timing of gene transfer on the layer dose-dependently. The present gene transfer system with controllable efficiency and timing would be useful in tissue engineering applications because cell differentiation can be induced effectively by regulating appropriate gene expression with suitable timing. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

    DOI

  • Thermal influence on the structure and photocatalytic activity of mesoporous titania consisting of TiO2(B)

    Teruhisa Hongo, Atsushi Yamazaki

    MICROPOROUS AND MESOPOROUS MATERIALS   142 ( 1 ) 316 - 321  2011年06月  [査読有り]

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    Mesoporous titania was synthesized using the evaporation-induced self-assembly method. The sample calcined at 300 degrees C had a wormhole-like structure with uniform mesopores consisting of TiO2(B). The sample calcined at 350 degrees C consisted of a mixed phase of TiO2(B) and anatase; however, the mesoporous structure showed little change compared with that of the sample calcined at 300 degrees C because the phase transition from TiO2(B) to anatase has a displasive phase transition mechanism with no atomic diffusion and accompanying no crystallite growth. When calcined above 400 degrees C, the mesoporous structure collapsed, and aggregates of anatase nanoparticles that were highly crystalline and had high specific surface area were obtained because the mesopores at several nm intervals inhibit anatase particle growth. Samples calcined at 300, 350, 400, and 450 degrees C showed 1.5, 2.4, 2.5, and 1.8 times higher photocatalytic activity than commercial titania P-25 in acetic acid decomposition. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

    DOI

  • Phase Transition and Thermal Behavior Change of Low Silica X Zeolite at [Al]=90

    Mana Yasui-Hiraiwa, Teruhisa Hongo, Hiroko Hayashi, Tetsuo Takaishi, Shinichi Nataka, Atsushi Yamazaki

    CHEMISTRY LETTERS   39 ( 12 ) 1242 - 1244  2010年12月  [査読有り]

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    Low silica X zeolite samples in the composition region of the number of Al atoms per unit cell ([Al]) between 84 and 96 were synthesized X-ray diffraction and nuclear magnetic resonance analyses of the obtained samples verify the existence of the phase transition point and confirm the changes in the thermal behaviors of the samples at [Al] = 90

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  • Chromate adsorption and pH buffering capacity of zinc hydroxy salts

    Teruhisa Hongo, Takeshi Iemura, Shigeo Satokawa, Atsushi Yamazaki

    APPLIED CLAY SCIENCE   48 ( 3 ) 455 - 459  2010年04月  [査読有り]

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    Layered materials of zinc hydroxychloride (ZHC), zinc hydroxynitrate (ZHN) and zinc hydroxysulfate (ZHS) were prepared by the precipitation method. The products were highly crystalline. The pH buffering capacities of the products are high in the pH range from 3 to 10. The zinc hydroxyl salts have a high capacity for adsorbing chromate ions. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

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  • Fibronectin-DNA-apatite composite layer for highly efficient and area-specific gene transfer

    Ayako Oyane, Masami Murayama, Atsushi Yamazaki, Yu Sogo, Atsuo Ito, Hideo Tsurushima

    JOURNAL OF BIOMEDICAL MATERIALS RESEARCH PART A   92A ( 3 ) 1038 - 1047  2010年03月  [査読有り]

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    In 2004, Shen et al. developed a safe and efficient gene transfer system using a DNA-apatite composite layer. We have recently succeeded in improving further the gene transfer efficiency by immobilizing a cell adhesion molecule laminin, in a DNA-apatite composite layer. In this Study,, we showed that not only laminin but fibronectin immobilized in a DNA-apatite composite layer enhances cell adhesion and cell spreading on the layer, thereby markedly improving the gene transfer efficiency. Therefore, the immobilization of a cell adhesion molecule in a DNA-apatite composite layer is crucial for improving the gene transfer efficiency. By using fibronectin instead of laminin and optimizing the condition to prepare the fibronectin-DNA-apatite composite layer, the amount (weight) of cell adhesion molecule required was reduced to approximately one-fourth while retaining the relatively high gene transfer efficiency. It was also shown that the resulting fibronectin-DNA-apatite composite layer prepared under the optimized condition mediated the area-specific gene transfer on its surface, that is, DNA was preferentially transferred to the cells adhering to the surface of the fibronectin-DNA-apatite composite layer. The present gene transfer system with potential for area-specific transfection and advantages of safety and relatively high efficiency Would be useful in tissue engineering applications, gene therapy, and production of transfection microarrays. (C) 2009 Wiley Periodicals, Inc. J Biomed Mater Res 92A: 1038-1047, 2010

    DOI

  • 最近遭遇した合成石の群晶について(一般講演8,一般講演論文要旨,平成21年度宝石学会(日本)特別講演及び一般講演論文要旨)

    林 政彦, 山崎 淳司

    宝石学会誌   29 ( 1 )  2010年03月

    CiNii

  • Synthesis and photocatalytic activity of mesoporous titania with wormhole-like framework structure consisted of TiO(2)(B)

    Teruhisa Hongo, Atsushi Yamazaki

    JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE   45 ( 1 ) 275 - 278  2010年01月  [査読有り]

    DOI

  • Vermiculite board for novel building material

    M Akao, A Yamazaki, Y Fukuda

    JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE LETTERS   22 ( 21 ) 1483 - 1485  2003年11月  [査読有り]

  • Pulse mode effects on crystallization temperature of titanium dioxide films in pulse magnetron sputtering

    T Miyagi, M Kamei, T Ogawa, T Mitsuhashi, A Yamazaki, T Sato

    THIN SOLID FILMS   442 ( 1-2 ) 32 - 35  2003年10月  [査読有り]

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    Pulse mode effects on the crystallization temperature and photocatalytic properties of TiO2 films were investigated. TiO2 films were deposited on silica glass substrates using a pulse magnetron sputtering apparatus in the unipolar and the bipolar pulse modes. X-Ray diffraction showed that in the bipolar pulse mode the rutile phase TiO2 film grew at lower substrate temperature compared with the unipolar pulse mode. The photocatalytic activities obtained from the photoreduction of Ag ions at the surface of TiO2 films indicated that the anatase phase TiO2 films grown in the bipolar pulse mode had higher photocatalytic activity compared with those grown in the unipolar pulse mode. This suggests that the bipolar pulse mode is an effective technique to achieve higher photocatalytic activity of TiO2 film. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI

  • Superior Schottky electrode of RuO2 for deep level transient spectroscopy on anatase TiO2

    T Miyagi, M Kamei, T Mitsuhashi, A Yamazaki

    APPLIED PHYSICS LETTERS   83 ( 9 ) 1782 - 1784  2003年09月  [査読有り]

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    An anatase TiO2 film was epitaxially grown on a conductive Nb-doped single-crystalline SrTiO3 (100) substrate by metalorganic chemical vapor deposition. RuO2 Schottky electrode was fabricated on the epitaxial anatase film by reactive dc magnetron sputtering. The dark I-V and capacitance-voltage characteristics indicated the good rectification and thermal stability of the RuO2/anatase junction. This RuO2/anatase junction enables the stable measurements of deep level transient spectroscopy in the high-temperature region and is a promising Schottky electrode to examine the origins of deep levels in the band gap of anatase. (C) 2003 American Institute of Physics.

    DOI

  • ごみ焼却主灰からの資源回収とゼオライト合成

    資源・素材学会 平成15年度(2003年)春季大会    2003年03月

  • XRD-DSCによるCa-Al系層状金属複水酸化物の高温下および湿度雰囲気中の構造

    日本化学会 第83春季年会    2003年03月

  • 溶液中におけるbFGF分子の会合状態の解明

    第24回バイオマテリアル学会大会    2002年11月

  • 各種層間陰イオン型のCa-Al系層状金属複水酸化物の調製と脱復水挙動

    第18回ゼオライト研究発表会    2002年11月

  • 電荷軌道整列状態のマンガン酸化物が示す変調構造

    日本結晶学会誌   44;5  2002年10月

  • 米籾殻プラント灰からのイモゴライトおよびゼオライト合成

    第46回粘土科学討論会    2002年09月

  • 中国産長繊維セピオライトの産状と鉱物学的性質

    第46回粘土科学討論会    2002年09月

  • Low-temperature HREM investigation of charge-orbital ordered manganites Nd&lt;SUB&gt;1-x&lt;/SUB&gt;Ca&lt;SUB&gt;1+x&lt;/SUB&gt;MnO&lt;SUB&gt;4&lt;/SUB&gt; (0.55≦x≦0.75)

    The 15th International Congress on Electron Microscopy    2002年09月

  • アナターゼ型二酸化チタンのフォトルミネッセンスにおける成膜条件依存性

    2002年(平成14年)秋季 第63回応用物理学会学術講演会    2002年09月

  • Al-Si Ordering in The Framework of Leucite and Cs-Exchanged Leucite

    Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP)   4;13  2002年06月  [査読有り]

  • 低温電顕法による層状マンガン酸化物Nd&lt;SUB&gt;1-x&lt;/SUB&gt;Ca&lt;SUB&gt;1+x&lt;/SUB&gt;MnO&lt;SUB&gt;4&lt;/SUB&gt; (0.55≦x≦0.75)の電荷/軌道整列構造の解析

    日本電子顕微鏡学会 第58回学術講演会    2002年05月

  • 低温電顕法による層状マンガン酸化物Nd1-xCa1+xMnO4 (0.55≦x≦0.75)の電荷/軌道整列構造の解析

    日本電子顕微鏡学会 第58回学術講演会    2002年05月

  • Transversely modulated crystal structureof charge-orbital ordered manganites Nd&lt;SUB&gt;1-X&lt;/SUB&gt;Sr&lt;SUB&gt;1+x&lt;/SUB&gt;MnO&lt;SUB&gt;4&lt;/SUB&gt; (x=2/3, 3/4)

    Physical Review B   65  2002年04月

  • Order-Disorder Transition in (Cu&lt;SUB&gt;0.5&lt;/SUB&gt;Cr&lt;SUB&gt;0.5&lt;/SUB&gt;)Sr&lt;SUB&gt;2&lt;/SUB&gt;CuO&lt;SUB&gt;x&lt;/SUB&gt; under High-Pressure and High-Temperature Conditions

    Jouranal of Solid State Chemistry   161;2  2001年11月

  • Order-Disorder Transition in (Cu0.5Cr0.5)Sr2CuOx under High-Pressure and High-Temperature Conditions

    Jouranal of Solid State Chemistry   161;2  2001年11月

  • 電荷/軌道整列したマンガン酸化物Nd&lt;SUB&gt;1-x&lt;/SUB&gt;Sr&lt;SUB&gt;1+x&lt;/SUB&gt;MnO&lt;SUB&gt;4&lt;/SUB&gt; (x=2/3,3/4) がもつ変調構造の高分解能電顕観察

    日本結晶学会平成13年度年会    2001年10月

  • 電荷/軌道整列したマンガン酸化物Nd1-xSr1+xMnO4 (x=2/3,3/4) がもつ変調構造の高分解能電顕観察

    日本結晶学会平成13年度年会    2001年10月

  • MOCVD法を用いて合成したアナターゼ薄膜の容量過度応答法による深い準位の評価

    第62回応用物理学会学術講演会    2001年09月

  • LSXゼオライトにおける骨格Alの変化による相転移機構

    シンポジウム:ナノ空間領域における分子ダイナミクス    2001年09月

  • 輝沸石・斜プチロル沸石系の(Si,Al)配分

    ゼオライト資源有効利用研究会    2001年08月

  • 米籾殻燃焼発電プラント灰からのけい酸塩系高機能性素材の合成

    ゼオライト資源有効利用研究会    2001年08月

  • ミャンマーに展開した米籾殻燃焼発電プラントとゼオライトを用いた廃熱回収

    ゼオライト資源有効利用研究会    2001年08月

  • Effects of Grinding on Dehydration and Hydrothermal Transformation for Sepiolite

    The 12th International Clay Conference    2001年07月

  • Crystallo-Chemical Properties of Surite and Synthetic Clay-Lead Compound Complex Having A Surite Structure

    The 12th International Clay Conference    2001年07月

  • 低温電顕法による層状マンガン酸化物Nd&lt;SUB&gt;1-x&lt;/SUB&gt;Sr&lt;SUB&gt;1+x&lt;/SUB&gt;MnO&lt;SUB&gt;4&lt;/SUB&gt; (x=2/3,3/4) の電荷/軌道整列構造の解析

    日本電子顕微鏡学会 第57回学術講演会    2001年05月

  • 低温電顕法による層状マンガン酸化物Nd1-xSr1+xMnO4 (x=2/3,3/4) の電荷/軌道整列構造の解析

    日本電子顕微鏡学会 第57回学術講演会    2001年05月

  • Deep Level Trasient Spectroscopy Analysis of An Anatase Epitaxial Film Grown by Metal Organic Chemical Vapor Deposition

    Japanese Journal of Applied Physics   40(2);4B,pp.L404-406  2001年04月  [査読有り]

  • 214構造を持つ層状マンガン酸化物における構造、伝導・磁気特性

    日本物理学会春季大会    2001年03月

  • Hofmann Degradation Kinetics of n-Octylamine Adsorbed on Layered Aluminosilicates Prepared from Apophyllite

    Thermochimica Acta   264;1-2,pp.193-201  2000年12月  [査読有り]

  • Effect of Carbonate Contents on Crystal Structure of A-Type Carbonate Apatite

    13th International Symposium on Ceramics in Medicine (Bioceramics 13)    2000年11月  [査読有り]

  • プリカーサー分子:結晶構造、モルフォロジーの決定因子

    第16回ゼオライト研究発表会    2000年11月

  • クリノプチロライトにおけるAl-Si規則分布

    第16回ゼオライト研究発表会    2000年11月

  • HeulanditeにおけるAl-Si規則分布

    第16回ゼオライト研究発表会    2000年11月

  • Sintering of Non-stoichiometric Nd&lt;SUB&gt;1-x&lt;/SUB&gt;MnO&lt;SUB&gt;3-y&lt;/SUB&gt; Powders Prepared by A Coprecipitation Method

    Journal of Materials Science Letters   19;20,pp.1821-1823  2000年10月  [査読有り]

  • MOCVD法で合成したアナターゼエピタキシャル薄膜のフォトルミネッセンス特性

    第61回応用物理学会学術講演会    2000年09月

  • ゼオライト鉱物学と応用の新展開

    ゼオライトフォーラム(ゼオライト学会)    2000年06月

  • Structure, Optical Absorption and Electronic States of Zn&lt;SUP&gt;+&lt;/SUP&gt; in Implanted and Subsequently Annealed Sol-gel Anatase TiO&lt;SUB&gt;2&lt;/SUB&gt; Films

    Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms   168;2,pp.221-228  2000年06月  [査読有り]

  • 鉄族元素をイオン注入したTiO&lt;SUB&gt;2&lt;/SUB&gt;薄膜の構造と光吸収スペクトル

    第47回応用物理学関係連合講演会    2000年03月

  • 光触媒材料アナターゼ(TiO&lt;SUB&gt;2&lt;/SUB&gt;)薄膜へのZnイオン注入の効果(2)

    第47回応用物理学関係連合講演会    2000年03月

  • ゾルゲル法によるアナターゼTiO&lt;SUB&gt;2&lt;/SUB&gt;薄膜への金属イオン注入の効果

    法政大学イオンビーム工学研究所シンポジウム    1999年12月

  • A Nickel Hydroxide-Vermiculite Complex: Preparation and Cheracterization

    Clays and Clay Minerals   47;6,pp.726-731  1999年12月  [査読有り]

  • オクチルアミンーアルミノシリカAP複合体の熱分解機構

    第35回熱測定討論会    1999年11月

  • NdSUB&gt;1-x&lt;/SUB&gt;MnO&lt;SUB&gt;3-y&lt;/SUB&gt;の湿式調製とその焼結体への影響

    日本セラミックス協会第12回秋季シンポジウム    1999年10月

  • Pr&lt;SUB&gt;1-x&lt;/SUB&gt;MnO&lt;SUB&gt;3-y&lt;/SUB&gt;の湿式調製とその焼結体への影響

    日本セラミックス協会第12回秋季シンポジウム    1999年10月

  • Phase Change of Monoclinic HydroxyapatitePrepared by Wet Method

    12th International Symposium on Ceramics in Medicine    1999年10月

  • クリノプチロライトにおけるAlの規則配列

    第15回ゼオライト研究発表会    1999年10月

  • MOCVD法によるTiO&lt;SUB&gt;2&lt;/SUB&gt;エピタキシャル薄膜の合成

    日本セラミックス協会第19回電子材料研究討論会    1999年10月

  • バーミキュライト層間への遷移金属のインターカレーション

    日本セラミックス協会第12回秋季シンポジウム    1999年10月

  • NdSUB>1-x</SUB>MnO3-yの湿式調製とその焼結体への影響

    日本セラミックス協会第12回秋季シンポジウム    1999年10月

  • Pr1-xMnO3-yの湿式調製とその焼結体への影響

    日本セラミックス協会第12回秋季シンポジウム    1999年10月

  • 高温粉末X線回折測定による水酸アパタイトのRietveld解析

    理学電機ジャーナル   30;2,pp.24-29  1999年10月

  • Phase Change of Monoclinic HydroxyapatitePrepared by Wet Method

    Bioceramics   12;pp.345-348  1999年10月

  • 光触媒アナターゼ(TiO&lt;SUB&gt;2&lt;/&lt;SUB&gt;)薄膜へのZnイオン注入の効果

    第60回応用物理学会学術講演会    1999年09月

  • Intercalation of Nickel Hydroxide into Large Crystal of Vermiculite

    Chemistry Letters   9,pp.971-972  1999年09月  [査読有り]

  • Preparation and Dielectric Property of Sintered Monoclinic Hydroxyapatite

    Journal of Material Science Letters   18;15,pp.1225-1228  1999年08月  [査読有り]

  • Preparation of Microporous Alumino-Silicates from Iron Blast Furnace Slags

    5th International Symposium on East Asian Recycling Technology, Tsukuba, Japan    1999年06月

  • Preparation of Non-Stoichiometric Nd&lt;SUB&gt;1-x&lt;/SUB&gt;MnO&lt;SUB&gt;3-y&lt;/SUB&gt; by Coprecipitation Method

    Chemistry Letters   6,pp.463-464  1999年06月  [査読有り]

  • 磨砕タルクのアルミニウム塩溶液下におけるカオリナイトおよびスメクタイトへの変換

    粘土科学   38;3,pp.197-206  1999年04月

  • 共沈法による非化学量論ペロブスカイトLn&lt;SUB&gt;1-x&lt;/SUB&gt;MnO&lt;SUB&gt;3-y&lt;/SUB(Ln=Nd,Pr)の合成

    日本セラミックス協会1999年年会    1999年03月

  • 共沈法による非化学量論ペロブスカイトLn1-xMnO<SUB>3-y</SUB(Ln=Nd,Pr)の合成

    日本セラミックス協会1999年年会    1999年03月

  • 遷移金属を層間に導入したバーミキュライトの合成

    日本セラミックス協会1999年年会    1999年03月

  • アポフィライトから調製した層状アルミノシリカのメチレンブルー吸着

    粘土科学   38;2,pp.47-53  1998年12月

  • Phase Transition of Monoclinic Hydroxyapatite

    熱測定   25;5,pp.141-149  1998年12月

  • アナルサイムー白榴石系鉱物の結晶化学

    第14回ゼオライト研究発表会    1998年11月

  • 共沈法による非化学量論ペロブスカイト(Ln&lt;SUB&gt;1-x&lt;/SUB&gt;A&lt;SUB&gt;x&lt;/SUB&gt;)&lt;SUB&gt;1-y&lt;/SUB&gt;MnO&lt;SUB&gt;3-z&lt;/SUB&gt;の合成

    日本セラミックス協会第11回秋季シンポジウム    1998年10月

  • Thermal Investigation of Monoclinic Hydroxyapatite Prepared by Wet and Dry Methods

    International Symposium on New Frontier of Thermal Studies of Materials    1998年10月

  • 水砕高炉スラグからのイモゴライトの合成

    第42回粘土科学討論会    1998年10月

  • 水酸化ニッケルーバーミキュライト複合体の合成

    第42回粘土科学討論会    1998年10月

  • Al/Si比の異なるアルミノシリカーAPの調製

    第42回粘土科学討論会    1998年10月

  • 日本各地のテフラに産するアロフェンの鉱物学的研究

    第42回粘土科学討論会    1998年10月

  • 共沈法による非化学量論ペロブスカイト(Ln1-xAx)1-yMnO3-zの合成

    日本セラミックス協会第11回秋季シンポジウム    1998年10月

  • Formation of Non-Stoichiometric Hydroxyapatite Microcrystals in High pH

    The 3rd International Meeting of Pacific Rim Ceramic Societies    1998年09月

  • 水酸化ニッケル—バーミキュライト複合体の合成

    日本セラミックス協会 1998年度年会    1998年03月

  • アルミノシリカ—APへのアルキルアミン及びピリジンの脱吸着挙動

    日本セラミックス協会 1998年度年会    1998年03月

  • アポフィライトからの含水層状シリカ及び層状アルミノシリケートの調製とその性質

    日本セラミックス協会学術論文誌   106;2, pp.160-168  1998年02月

  • 水酸アパタイトの単斜—六方相転移

    第36回セラミックス基礎科学討論会    1998年01月

  • Anatase-type TiO&lt;SUB&gt;2&lt;/SUB&gt; Thin Films Produced by Lattice Deformation

    Japanese Journal of Applied Physics   36;Part 1;12A, pp.7358-7359  1997年12月  [査読有り]

  • Laumontiteの鉱物化学—特に脱復水挙動について—

    ゼオライト   14;4, pp.153-158  1997年12月

  • CRTA-MS測定によるNa-TPA-ZSM5のテンプレート脱離挙動の速度論的検討

    第13回ゼオライト研究発表会    1997年11月

  • K-H&lt;SUB&gt;3&lt;/SUB&gt;O系ミョウバン石の合成と熱分析

    第33回熱測定討論会    1997年11月

  • QCM法による金属薄膜の室温酸化挙動の検討

    第33回熱測定討論会    1997年11月

  • アナターゼ型RuO&lt;SUB&gt;2&lt;/SUB&gt;-TiO&lt;SUB&gt;2&lt;/SUB&gt;系薄膜の合成と評価

    日本セラミックス協会第10回秋季シンポジウム    1997年10月

  • 湿式法により合成した単斜晶系水酸アパタイトの結晶構造

    日本セラミックス協会第10回秋季シンポジウム    1997年10月

  • アナターゼ型RuO2-TiO2系薄膜の合成と評価

    日本セラミックス協会第10回秋季シンポジウム    1997年10月

  • Na-X型ゼオライトによるフロン11分解の分子動力学シミュレーション

    日本セラミックス協会学術論文誌   105;10, pp.902-905  1997年10月

  • 塩基性炭酸鉛カルシウムー膨潤性雲母複合体(スーライト様物質)の合成と性質

    日本セラミックス協会学術論文誌   105;10, pp.897-901  1997年10月

  • ナトリウム含有炭酸アパタイトの分光学的特性

    日本鉱物学会平成9年度年会    1997年09月

  • Preparation of New Layered Silica and Alumino-Silicate Hydrate from Apophyllite

    ZMPC '97 (International Symposium on Zeolites and Microporous Crystals)    1997年08月

  • Phase Transformations of Natural and Al-Exchanged Sepiolite under Hydrothermal Conditions

    The 11th International Clay Conference    1997年06月

  • 粘土の世界

    KDDクリエイティブ   pp.32-34  1997年06月

  • Surite: Its Structure and Properties

    American Mineralogist   82;3-4, pp.416-422  1997年05月

  • Thomsoniteの陽イオン置換による結晶構造の変化

    第12回ゼオライト研究発表会    1996年11月

  • MOCVD法によるTiO&lt;SUB&gt;2&lt;/SUB&gt;-RuO&lt;SUB&gt;2&lt;/SUB&gt;系薄膜の合成

    日本セラミックス協会第9回秋季シンポジウム    1996年10月

  • 高炉スラグからのFAU型ゼオライトの合成(その2)

    資源・素材学会平成8年度秋季大会    1996年10月

  • 陽イオン置換アパタイトの湿式合成と構造

    日本セラミックス協会第9回秋季シンポジウム    1996年10月

  • リン酸バリウム系単結晶の水熱合成と結晶構造

    日本セラミックス協会第9回秋季シンポジウム    1996年10月

  • MOCVD法によるTiO2-RuO2系薄膜の合成

    日本セラミックス協会第9回秋季シンポジウム    1996年10月

  • Cytotoxicity of Synthetic Barium Hydroxyapatite

    Bio-Medicals and Engineering   6  1996年10月  [査読有り]

  • 層間に鉛を含む数種のバーミキュライト無機複合体の合成

    第40回粘土科学討論会    1996年09月

  • 摩砕タルクの水熱処理(その3)ー各種Al 塩水溶液による処理

    第40回粘土科学討論会    1996年09月

  • アポフィライトからの層状アルミノ珪酸塩の調製

    第40回粘土科学討論会    1996年09月

  • Preparation and Properties of Layered Alumino-Silicate from Apophyllite

    Sapporo Conference on the Chemistry of Clays and Clay Minerals,Sapporo    1996年09月

  • Framework Structure Determination of GonnarditeSeries Zeolites

    11th International Zeolite Conference,Seoul    1996年08月

  • Thermal Changes in Synthetic Deuterioxyapatite

    Mineralogical Journal   18;3  1996年07月

  • ラベンダージェイダイトの失透現象

    平成8年度宝石学会(日本)講演会    1996年06月

  • 天然ダイヤモンドのCL像

    平成8年度宝石学会(日本)講演会    1996年06月

  • 魚眼石の酸処理による層状シリカの調製

    日本鉱物学会平成8年度年会    1996年06月

  • 陽イオン置換アパタイトの分光学的性質

    日本鉱物学会平成8年度年会    1996年06月

  • Adsorption and Catalytic Reaction of CFC-11 on NaX Zeolite

    Journal of The Ceramic Society of Japan   104;4  1996年04月  [査読有り]

  • X線回折用簡易湿度制御装置の開発およびその応用

    岡山理科大学自然科学研究所研究報告/岡山理科大学   20  1995年12月

  • Lead Hydroxide-Vermiculite Complex: Preparation and Characterization

    Clays and Clay Minerals/Clay Minerals Society   43;6  1995年12月  [査読有り]

  • Preparation and Properties of Primary Leonhardite, (Na, K)-Exchanged Forms of Laumontite

    Zeolite Surface 1994: Recesnt Progress and Discussions (H.G. Karge and J. Weitkamp eds.)/Elsevier    1995年11月

  • Gonnardite系ゼオライトの鉱物化学(2)

    /第11回ゼオライト研究発表会    1995年11月

  • 青色コランダムのVIS分光特性とXPSによる鉄の電荷移動について

    三鉱学会    1995年10月

  • 低結晶質シリカ鉱物の熱的挙動

    三鉱学会    1995年10月

  • アナターゼ型TiO&lt;SUB&gt;2&lt;/SUB&gt;薄膜の作製と評価

    日本セラミックス協会 第8回秋季シンンポジウム研究発表講演会    1995年10月

  • Na-X型合成ゼオライトを用いたフロン分子の接触分解に関する研究

    大気環境学会誌/大気環境学会   30;5  1995年09月

  • Model Calculation of Sepiolite Surface Areas

    Clays and Clay Minerals/Clay Minerals Society   43;4  1995年08月  [査読有り]

  • Preparation and Cytotoxicity of Barium Hydroxyapatite

    2nd International Symposium on Apatite, Tokyo    1995年07月

  • バーミキュライトからのスーライト様物質の合成とその性質

    日本鉱物学会平成7年度年会    1995年05月

  • Tetranatrolite-gonnardite系ゼオライトの結晶構造について

    日本鉱物学会平成7年度年会    1995年05月

  • 銅担持ゼオライトGのNO分解活性

    資源・素材学会平成9年度春季大会    1994年03月

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産業財産権

  • 放射能汚染土壌の洗浄、減容化処理方法

    松方 正彦, 山﨑 淳司

    特許権

  • 重金属類吸着剤およびその製造方法

    6818330

    山﨑 淳司

    特許権

  • 二酸化炭素濃縮装置及び二酸化炭素供給方法

    6090810

    山﨑 淳司

    特許権

  • 複合軟磁性材とリアクトルコアおよびそれらの製造方法と電磁気回路部品

    山﨑 淳司

    特許権

  • 高強度低損失複合軟磁性材、ジオポリマー被覆金属粉末、電磁気回路部品及び高強度低損失複合軟磁性材の製造方法

    山﨑 淳司

    特許権

  • 高強度低損失複合軟磁性材、ジオポリマー被覆金属粉末、電磁気回路部品及び高強度低損失複合軟磁性材の製造方法

    山﨑 淳司

    特許権

  • 水処理方法

    5831914

    山﨑 淳司, 松方 正彦

    特許権

  • 球状炭酸カルシウム微粒子の製造方法

    5639551

    山﨑 淳司

    特許権

  • FMS植物工場

    山﨑 淳司

    特許権

  • 硫化鉄の製造方法

    5685395

    山﨑 淳司, 渡部 彬人

    特許権

  • 水処理方法

    5451323

    山﨑 淳司, 松方 正彦

    特許権

  • 水選択性吸着剤とその製造方法

    5083770

    山﨑 淳司

    特許権

  • 重金属の不溶化剤及び重金属の不溶化方法

    5697334

    山﨑 淳司, 松方 正彦

    特許権

  • 有害物質の不溶化剤

    山崎 淳司, 松方 正彦

    特許権

  • 高い陰イオン交換能を有する炭酸汚染し難い安定性に優れた層状複水酸化物とその合成方法

    4863192

    山崎 淳司

    特許権

  • 結晶質層状複水酸化物粉末とその製造方法並びに成型体及び有害物質の固定化方法

    4709498

    山崎 淳司, 高橋 舞

    特許権

  • コラーゲン-リン酸カルシウム複合体の製造方法、及びそれを用いた硬組織代替材料

    大野 忠夫, 海老原 裕子, 山崎 淳司, 一ノ瀬 昇, 十河 友

    特許権

  • リン酸カルシウム微粒子製剤

    4569946

    山崎 淳司, 後藤 康之, 一ノ瀬 昇

    特許権

  • タンパク質担持リン酸カルシウム、その製造方法及びそれを用いたタンパク質徐放体、人工骨及び組織工学スキャフォールド

    4478754

    一ノ瀬 昇, 山崎 淳司, 深沢 幸士郎, 近藤 直

    特許権

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受賞

  • 日本粘土学会奨励賞

    1994年  

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 未活用資源鉱物からの高機能性環境浄化素材の創製および評価システムの構築

    研究期間:

    2020年04月
    -
    2023年03月
     

     概要を見る

    未活用原料であるが我が国内に十分な鉱量で産出する火山灰等の天然資源鉱物から、特異なイオン吸着固定特性や触媒活性を有する新規の無機環境浄化素材を探索してその調製プロセスを確立し、その効果の実用的評価法を構築する。そのために、未知の無機環境浄化素材についてマテリアルズ・インフォマティックスを駆使した探索システムを構築することを目指す。さらに、目標とすることができた無機環境浄化素材を、未活用の天然資源鉱物を原料として化学工学的に最適な調製プロセスを確立する。さらに、本研究で試作される無機環境浄化素材の物性および汚染モデル場の浄化効果を、可視的に時系列で迅速評価するシステムを構築することを目指す

  • 低利用資源鉱物を原料とする高機能性ナノ細孔質金属ケイ酸塩ポリマー素材の創製

    研究期間:

    2017年04月
    -
    2020年03月
     

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    低利用の天然ゼオライトやカオリン鉱物等のアルミノケイ酸塩資源鉱物および石炭火力発電所から産生するフライアッシュ等を原料として、特異な選択的イオン吸着固定能や触媒活性を有する新規のナノ細孔質の無機金属ケイ酸塩ポリマー素材の創製を試みた。近年、フライアッシュを主原料とした無機ケイ酸塩ポリマー硬化体(ジオポリマー)材料が活発に研究開発されているが、主に次世代セメント・コンクリート材料としての研究開発であり、その物性を十分に把握し制御していることは言い難い。我が国の石炭火力発電所から産生するJIS1~4種相当灰および、各種メタカオリン原料について酸・アルカリ処理、粉砕・磨砕等の力学的処理のうち適当な条件・組合せの前処理による改質を施すことにより、高品位の無機ポリマー化の合成を行うことに成功した。ただし原材料の選定として、高機能性を担保するには、フライアッシュはJIS1種相当灰であり、カオリンは製紙用純度以上のもの、天然ゼオライトは共生鉱物の少ない純度の高いものを選ぶ必要があることが求められることとなった。また、上記の主原料に最も活性化を示す前処理を施した出発物質について、水酸化アルカリと水ガラスとの混合溶液と混合してスラリーを作成し、室温~80℃の温度で1日以上加湿養生を行うことで作成される無機ポリマー硬化体の物性を調べたところ、ケイ酸塩系無機ポリマー硬化体の化学・力学的物性に大きな影響を与える因子は、原材料の組合せに加えて、固相/水比、アルカリ/水比、Si/Al比の原料配合と養生条件(主に温度、水和・脱水縮合プロセス)であることがわかった。さらに、本助成事業で購入した最新型の比表面積・細孔分布装置による測定により、作成条件(とくにアルカリ種、Si/Al比の初期配合条件)が、ナノ~メソ細孔径分布に大きく関係することを明らかにした

  • ケイ酸塩廃棄物及び未利用資源からの新規規則型細孔質環境浄化材料の創製

    研究期間:

    2014年04月
    -
    2017年03月
     

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    数種のフライアッシュ(石炭灰)および性状の異なるメタカオリンを出発物質として、その調製条件を変えてナノ細孔質ジオポリマー硬化体を作製し、そのアルミノケイ酸塩ネットワークの細孔構造・組織の形成機序を明らかにした。また、調製法が500℃以上の高温領域での熱的安定性と相変化機構へ与える影響を明らかにした。フライアッシュ原料の反応活性は、表面被覆カーボンの性状に大きく依存し、適当な化学処理や粉砕等による表面改質処理が、反応活性の向上と安定化が図れる。また、400 meq/100g以上の陽イオン交換容量と海水中のSrイオン交換・収着特性が103オーダーの分配係数となる調製条件を見出した

  • バイオアクティブに機能するナノアパタイト層を付与した矯正用ミニスクリューの開発

    研究期間:

    2010年04月
    -
    2013年03月
     

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    本研究ではチタン合金表面に生体活性を付与する目的で、チタン合金に2種類の表面処理法を開発した。まず、3%H2O2とオートクレーブによる簡便な水熱酸化処理法を開発し、Ti-6Al-4Vディスク表面にナノポーラス酸化チタン層を付与した。さらに、これをリン酸カルシウム溶液に浸漬し、ナノHA層を付与した。これらの表面をFGF2液でコートし、表面解析や生物活性などを評価した。その結果、細胞増殖・分化能は有意に高まり、生体活性機能を付与することができた

  • 石炭の高度脱灰・脱硫技術の確立

    科学研究費助成事業(早稲田大学)  科学研究費助成事業(基盤研究(A))

    研究期間:

    1995年
    -
    1996年
     

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    石炭の脱灰・脱硫において,1.物理的クリーニング法として信頼性の高い浮選法,および,2.化学的クリーニング法として代表的なアルカリ熱水溶液法とアルカリ溶融法を適用し、物理的手法の限界を明らかにするとともに,化学的処理による脱灰・脱硫の機構を推定した.用いた石炭試料は,アメリカ産の標準炭として知られるイリノイNo.2およびNo.6炭である.得られた結果の概要を以下に示す.
    1.物理的クリーニングによる脱灰・脱硫性
    ・石炭浮遊率の比較的高いNo.2炭を試料として,クロム酸カリウム添加,バクテリア表面処理,および条件付けpHの設定値変更の各手法を適用して正浮選(石炭を浮遊)を行い,脱灰率60〜70%,脱硫率70〜75%,炭質分回収率は40〜45%の結果を得た.バクテリア処理は,脱灰・脱硫の点からは他法に比べて若干劣るが,炭質分回収率が高くなることがわかった.
    ・石炭浮遊率の低いNo.6炭を試料として,ザンセ-ト添加による逆浮選(鉱物質を浮遊)を行い,脱灰率25.0%,脱硫率38.4%,炭質分回収率88.7%の成績を得た.
    ・浮遊性と単体分離度との関連を検討した結果,一粒子内の硫化鉄鉱物部分比が平均値として0.3以下の片刃粒子についてはその浮選分離が困難であると結論された.
    2.化学的クリーニングによる脱灰・脱硫性
    ・No.6炭についてNaOHを用いてアルカリ熱水溶液法を適用し,脱灰率88.8%,脱硫率28.6%,炭質分回収率90.4%の成績を得た.また,アルカリ溶融法(NaOH/KOH=3/1混合物)では,脱灰率94.9%,脱硫率91.4%,炭質分回収率73.0%であった.
    ・アルカリ溶融法における石炭中の各マセラルの回収率を推定したところ,ビトロデトリナイト+エグジナイト98%,イナ-チナイト67%,テリナイト+コリナイト58%であり,将来的にマセラル分離の重要性が指摘された.

  • 新しい研究手法による天然セラミック原料の加熱変化機構の研究

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    多岐にわたる天然セラミック原料の中,(1)カオリン鉱物,(2)繊維状粘土鉱物(セピオライト,パリゴルスカイト),(3)ゼオライトを対象とし新しい研究手法により,これらの加熱変化機構を検討した。(1)カオリン鉱物:とくにデイッカイトの加熱脱水反応を速度論的に解析し,脱水機構を明らかにするための基礎デ-タとした。この反応は複合反応であるためまずこの解析を行うためのコンピュ-タシステム(CAKAS)を開発した。これにより結晶度の異なる4種のデイッカイト試料の脱水反応をTGデ-タを用いて解析した。この結果,この反応は低温側脱水反応(296ー630℃,E=126〜164kJ・mol^<ー1>,拡散反応)と高温側反応(526ー780℃,E=260kJ・mol^<ー1>,1次あるいは界面律則反応)に分けられた。なお低温側および高温側の脱水量比から低温側脱水反応では結晶度と負の相関が,高温側では正の相関があることが分かった。(2)セピオライト,パリゴルスカイト:前者についてはとくに結合水の2段階脱水機構を種々の手法を用いて検討し,この結果,1段目の脱水はNgイオンからの水分子の分離速度に,2段目のそれはfoldingした空洞中を拡散する水分子の速度にコントロ-ルされることを確認した。パリゴルスカイトについてはその脱水過程は本質的に3段階であることを確認した。(3)ゼオライト:ナトロライトおよびこれをKイオンで置換処理したKー型試料について脱水機構を検討した。速度論的解析から前者の反応は0次反応,後者は一次反応で律則されていることが分かったがこれをそれぞれの鉱物の含水相,脱水相の結晶構造の変化と対比して脱水機構を考察した。ロ-モンタイトについては相対温度を制御した条件下で含有水分子量を正確に測定し,単位脆中の水分子数が12(相対温度0%),14(50%),16ー18(100%)の3相が存在あることを確認した

  • 鉄鋼スラグの高機能性ゼオライト素材化と利用に関する研究

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    本研究では、鉄鋼製錬の際に副次産物として大量に発生する鉄鋼スラグの新規素材への転換を目的として、単純操作かつ高収率にFAU型ゼオライトなどのアルミノケイ酸塩系の高機能性素材を合成するテロセス開発を行った。まずゼオライト合成の出発物質を調製するために、各種スラグ(高炉水砕、高炉徐冷、転炉、脱シリカの各スラグ)を磨砕(ボールミルおよび振動ミル)と酸処理によるアルミノシリケート系出発原料の調製の最適条件を検討した。その結果、磨砕条件により酸処理時の溶脱元素に選択性が発生すること、室温での濃塩酸処理により、ゼオライト合成の際に阻害因子となるカルシウムを完全に除去した活性シリカゲルが迅速に得られること、さらに適当な酸/スラグ比での希塩酸処理により、Si/Al比が制御されたアルミノケイ酸ゲルが調製できることを示した。また、マイクロ波加熱による水熱処理により、通常の水熱処理に比較して短時間かつ高効率に酸処理が行えることがわかった。これらのスラグから調製されたアルミノシリカ系原料をアルミン酸ナトリウム水溶液中で水熱処理することにより、高純度のFAU型(XおよびY型)などの高機能性ゼオライトが高収率で得られた。このゼオライト合成についても、マイクロ波加熱水熱処理により、通常の外部加熱水熱処理に比較して、やはり短時間かつ均質な細粒として試料調製ができることがわかった。また、今回得られたアルミノシリカ系出発物質からは、Al_2O_3、NaF.MgF_2及びMgOと乾式混合、ペレタイズしたものを800〜1300℃で焼成することにより、様々な化学組成の四ケイ素フッ素雲母及びフッ素金雲母も合成出来た。得られた雲母は、高結晶性、自形薄板状の均質粒径であった。これらの合成物は、市販製品に比較して、同等以上の高結晶性を有し、かつ均質細粒であることから、各種材料作製の新規素材供給源として十分に利用可能であることが示された

  • 鉄鋼スラグの高活性マクロモレキュル粘土素材化に関する研究

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    鉄鋼製錬の際に副次産物として大量に発生する鉄鋼スラグの新規資源素材化を目的として、鉄鋼スラグから各種の高機能性ケイ酸塩を単純工程かつ高収率に転換するプロセスを探索してきた。そのうち,昨年度の研究でアロフェンーイモゴライト系の高機能性マクロモレキュル含水珪酸塩の合成を高濃度で合成するためには,阻害因子となるカルシウムを出発物質から完全に除去したモノマークラスターを作成することが,主条件の1つであることを明らかにした。すなわち、高炉水砕スラグに室温にて濃塩酸を適当な速度で滴下,反応させることにより高純度のシリカゲルを調製し、これを水酸化ナトリウム溶液および硝酸アルミニウム溶液と反応させた後、さらにアンモニアを滴下することで適当な出発物質であるアルミノオルトシリカゲルが得られる。この出発物質ゲルを開放系で水熱処理することにより、一連のSi/Al比を有するアロフェンーイモゴライトが合成された。本年度はさらに水熱処理条件を詳細に検討した結果,得られた最も高結晶性イモゴライトは,長さ10μm以上の繊維状形態をなしていた。また,比較的カルシウムの少ないスラグからは,直接に水酸化ナトリウム溶液中で水熱処理して得られるケイ酸ソーダゲルを用いて,アロフェンーイモゴライトが合成できることを見出した。これらの各マクロモレキュル珪酸塩試料は、試料のSi/Al比、構造(アロフェン型,イモゴライト型,不定形)と結晶度、形状などを制御することにより,分子分離・吸着特性など様々な物性が制御できることを明らかにした。さらにその後の成果を加えて、いくつかの学術論文として投稿準備中である

  • 米籾穀燃料発電プラント灰の新規素材化に関する研究

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    米籾殻専焼による発電プラントは、すでにタイなど複数の国で稼動しており、今後のバイオマスエネルギーのひとつとして期待しうるが、そこから排出される大量の燃焼灰の処理が問題になっている。この籾殻灰の高度利用および新規素材化を目的として、灰自体のキャラクタリゼーションを行った。その結果、高効率で燃焼させた灰は、残留炭素を約2wt%含むものの純度92wt%以上の高結晶性のクリストバライトであり、土壌中に存在する腐食酸溶液中でシリカゲルや石英よりも溶解速度が速くイネ科植物への吸収性が良いことから、シリカ肥料として高い性能を有していることがわかった。さらにこの籾殻灰を出発原料として、適当な条件で加熱処理することにより炭素がほとんど残留しない高結晶性かつ高純度のクリストバライトが得られた。さらに、米籾殻灰を3Mの水酸化ナトリウム水溶液中で80℃、1日間処理することにより、ほぼ完全に溶解したケイ酸ナトリウム水溶液に所定量のアルミン酸ナトリウムと種結晶を添加して水熱処理することにより、LTA型および一連のSi/Al比のFAU(faujasite)型ゼオライトなど)、さらにマクロモレキュル粘土鉱物として径数nm、長さ数μmオーダーのイモゴライトの繊維状結晶が高効率で合成できることを示した。得られたゼオライト試料は、いずれも市販の同型ゼオライトに比較して同等の結晶性、イオン交換能、細孔容積を示す。これにより、本研究で用いた籾殻灰試料は重金属などをほとんど含有しない高純度珪酸原料として、他の原料に劣らぬ性質を有していることが示された。また得られたイモゴライトは、各種の重金属イオンについて、銅、カドミウム、鉛イオン等の陽イオンだけでなく、ニクロム酸イオンや亜ヒ酸イオンなど陰イオンの両方について高い吸着性を示し、環境浄化材料への利用が示唆された

  • 層状複水酸化物のサイズ効果による新規環境浄化素材の創製

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    排水中に含まれる有害陰イオンを吸着・固定できるMg-Al系、Fe-Zn系で、結晶子サイズを20nm以下に調整した層状複水酸化物(LDH)を合成したとくにFe-Zn系のZn端成分に近いところではブリッジ構造を有するシモンコライト型物質を選択的に生成し、この物質は六価Crイオンに対して選択性が認められた。また、再構築法により約95%の吸着・交換性を有する元のLDHへ再生できることが示された

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特定課題研究

  • 低品位ケイ酸塩資源からの高機能性細孔質ジオポリマー素材の創製

    2013年  

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     高強度バルク体を形成するケイ酸塩ポリマー(ジオポリマ―)の調製には、メタカオリンやフライアッシュなどのケイ酸塩原料または活性化したアルミノケイ酸塩原料に、水ガラスとアルカリ水酸化物の混合溶液を混合し、比較的低温で湿潤養生するとシラノール基の脱水縮合反応により架橋結合してポリマー化させて行うのが基本である。このプロセスで得られる硬化体は、既存のポルトランダイトセメントを上回る圧縮強度を発現することが知られている。 現在、多くの研究機関・企業等で主に建築・建設材料への応用研究・開発が進められているが、実用に至った例は多くない。これは、ジオポリマーセメントについての知見が、既存のポルトランドセメントに比べて圧倒的に少なく、とくにコンクリート構造体にするために必要な可使時間等の物性の発現機構やポリマー構造の制御方法が十分に解明されていないためである。さらに、ジオポリマー物質が有するアルミノケイ酸ネットワークの規則性(細孔構造)やその生成機構および合成(制御)方法については、ほとんど解明されていないのが現状である。 現在、最も課題となっているのは、建設用構造材料に用いるジオポリマ―の主原料となる各石炭火力発電所から発生するフライアッシュの反応活性が、たとえ同ボイラーシステムであっても石炭種、オペレーション、集塵装置によって非常に大きく変動することがわかっている。そこで、活性の異なる5種類のフライアッシュについて偏光顕微鏡およびSEM像観察により検討し、この活性の変動がフライアッシュのムライト・石英を取り巻くガラス質を被覆する炭質層の状態に大きく依存することを見出した。また、天然カオリナイトやハロイサイトの焼成物であるメタカオリンは、共生鉱物、共存元素、焼成条件によってジオポリマ―化の反応活性が大きく異なることがわかった。現実的なコストでの生産を念頭に置くと、低品位のメタカオリンの利用が優先的になる。また、現在は低品位とされて採掘されていなかったり、精製プロセスで尾鉱となっているゼオライト岩を加処理やメカノケミカル摩砕処理等によって活性化したものも原料として有効であることがわかった。

  • 石炭灰を主原料とする新規高機能性ジオポリマー細孔質硬化体の創成

    2012年  

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     石炭灰のうち,フライアッシュから作製されるジオポリマー硬化体(フライアッシュ・ジオポリマー)をポルトランドセメントに代わる材料として利用することで、二酸化炭素の削減および石炭灰の有効利用をすることができると考えられる。フライアッシュ・ジオポリマーは作製の際に石灰石を使用せず、さらに高温での焼成も必要ないため、基本的に二酸化炭素の排出はほとんどない。さらに、化学的耐性に優れ中性化による劣化も起こらないという特長をもつ。また、ジオポリマーの骨格構造は、結晶構造こそ持たないがゼオライトと類似しており、イオン交換能を持つことが分かっている。ジオポリマーネットワークにNa+が担持したジオポリマー(Na+型ジオポリマー)を酸で処理することによりNa+がH+で置換され、H+を担持したジオポリマー(H+型ジオポリマー)ができる。このような特性を利用することで、ジオポリマーにはポルトランドセメントの代替材料としてだけでなく、イオン交換材などの機能性材料としての利用が期待できる。例として、H+型ジオポリマーを粉体にしてコンクリートに混合することによって、細孔溶液中のアルカリ金属イオンを吸着し、アルカリシリカゲルの生成を抑制することで、ポルトランドセメントあるいはジオポリマーセメントにおけるアルカリ骨材反応の劣化現象を防止できると考えられる。以上の背景から、H+型フライアッシュ・ジオポリマー硬化体を調製し、その物性評価ならびにその利用方法を検討した。 その結果,ジオポリマーの骨格構造の破壊を最小限に抑えて、ほぼすべてのNa+をH+で置換するために最適な硫酸濃度は、Na+型ジオポリマーの調製時に使用するアルカリ溶液のアルカリ/水(mol/mol)比によって異なり、本実験の条件では,0.1以上0.4以下のときは0.3 mol/L、0.5では0.5 mol/Lであることがわかった。また,アルカリ/水(mol/mol)比 = 0.3のNa+型ジオポリマーは、他のアルカリ/水(mol/mol)比の試料より酸処理によるAlの溶脱が起こりやすいことがわかった。一方,H+型ジオポリマーは、処理に用いる酸の濃度が高くなるにつれて、板状粒子間のスリット形細孔が増加し、比表面積が増大することがわかった。酸処理によって破壊されたジオポリマー中の4配位Alには、6配位Alに変化するものと試料外に流出するものが認められた。また,H+型ジオポリマーのアルカリ金属イオン収着量は処理溶液のpHが高いほど多くなるが、H+型の調製に用いた酸の濃度が高いほどその増加率は低下することがわかった。H+型ジオポリマーにみられるシラノール基は、アルカリ性溶液と反応することによってシロキサン基へと縮合し、Q4 (0Al)の形態をとると考えられた。以上の結果から,H+型ジオポリマーをモルタルに用いた硬化体を作成することによって,モルタルのpHを低下させ、アルカリシリカ反応を抑制し,膨張抑制した構造体へ応用できることが示された。

  • ナノサイズ層状複水酸化物を用いた環境浄化素材の開発研究

    2007年  

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    NLDHは層状複水酸化物(Layered Double Hydroxides : LDHs)の一種で、陰イオンの吸着性能を飛躍的に向上させることを目的に、結晶子を10 nm程度に調整したものである。本研究では、NLDHを用いた一律排水基準に対応できる低濃度ホウ素・フッ素処理技術の開発を実施した。粉末状NLDHは10~20 μm程度の凝集粒子である。粉末状NLDHの基本性能確認として、恒温室内で標準液及び実排水を用いた等温吸着試験等の各種基本試験を実施した。従来の処理法とは異なり低濃度溶液に対しても、吸着効果があることが認められた。ホウ素系排水の事例として管理型産業廃棄物最終処分場に粉末状NLDHを利用するモデルプラント(Figure.3)を設置し、ホウ素吸着効果を確認した。試験に用いた排水のイオン濃度はホウ素:20 mg/L、硫酸イオン:1,500 mg/L、塩化物イオン濃度は5,000 mg/L程度であった。このような混在イオンが高濃度に存在する排水に対しても、粉末状NLDHを1.2 wt%添加することで、ホウ素の一律排水基準値の10 mg/L以下を満たすことを確認した。フッ素系排水の事例として鍍金工場及び半導体工場に、中小事業所を対象とした省スペースで維持管理の容易なカラム式水処理装置を設置し、顆粒状のNLDHのフッ素吸着効果を確認した。その結果、フッ素濃度 20 mg/L以上で且つ硫酸イオン等が混在する排水に対しても、フッ素の一律排水基準値である8 mg/L以下を満たすことを確認した。以上、本研究により開発されたNLDHは、幅広いpH領域(pH 4~11)でフッ素、ホウ素及び六価クロムなどの陰イオンを効率良く吸着でき、その用途としては、産業系排水の処理などさまざまな用途が期待できることを実証した。

  • 未利用の膨潤性雲母様鉱物資源の高度カスケード利用研究

    2005年  

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     本研究では、代表的な膨潤性雲母様鉱物であるバーミキュライトおよびハイドロバイオタイトについて、まだ十分に理解されていない特異な結晶化学的性質の発現機構を解明し、新規の高機能性原料として、安価かつ高付加価値利用を提案することを目的とする。典型的な膨潤性雲母様鉱物のうち、南アフリカ産のハイドロバイオタイト、ジンバブエ産のバーミキュライトの天然試料、および建材等に使用された試料について酸処理分離によって濃縮した試料について、基本的な鉱物化学的物性の測定と比較を行った。その結果、酸処理を施すことによる酸発泡によって、比表面積が大きく、かつマクロ細孔が形成して、高い剥離性を示すことがわかった。その変化挙動は、酸種(過酸化水素、塩酸、硫酸、硝酸など)と処理条件(濃度、温度、処理時間など)によって、その結晶性、溶出イオンの選択性など大きく依存することがわかった。さらに、セシウム及びリチウムなどの放射性元素の同位体イオンについてイオン交換(研究室ではコールド試験のみ)特性を検討した。バーミキュライト、ハイドロバイオタイトのいずれの試料についても、セシウムイオンに対しては大きな選択性があり、セシウムイオンを容易に層間に取り込むことで、結晶母層自身が顕著なダメージを得るのに対して、リチウムイオンは容易に交換しないが、リチウムイオン型に調製したものは、結晶性が維持され、結晶母層中に交換性陽イオンが作用して膨潤性(層電荷)が顕著に変化することが示された。さらに高機能性付与を目指して、Cu, Ni, Ag, Znなどの遷移金属イオンまたは遷移金属水酸化物、第4級アルキルアルコールなどの抗菌性を有する有機化合物を迅速かつ効率的に構造層間へ導入して複合体の調製を試みている。

  • 未利用資源鉱物を利用した高機能性環境浄化素材の創出研究

    2005年  

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     水質汚濁防止法に基づく排水基準のうち、「ホウ素、フッ素、アンモニア及び硝酸・亜硝酸化合物」に関しては、今月の平成16年6月30日に暫定排水基準の適用期限が来るにもかかわらず、40業種中26業種については一律排水基準達成が困難なことから平成19年6月30日まで強化された暫定基準による適用延長措置がとられることになった。この措置は、イオン交換樹脂等によりコストをかければ達成できるものの、26業種では経営上の負担に耐え得るような経済的な処理技術が事実上無いことが主な理由と考えられる。これら主に陰イオンに対してはハイドロタルサイトに代表される層状複水酸化物(LDH)などの陰イオン交換性物質が有望視されている。しかし、市販の高結晶性ハイドロタルサイトは、炭酸イオン・硫酸イオンに対して極めて高いイオン選択性があり、目的有害陰イオンの吸着・固定能が得られず、また高価(約1000円/kg)なために実用にほとんど供されていない。そこで本研究では、陰イオン選択性を制御して、ホウ素、フッ素、亜硝酸化合物などの規制対象陰イオンに対する十分な吸着・固定能を有する「ハイドロタルサイト様物質」を最適化するのと同時に、未利用または廃棄物として存在するマグネシウムおよびアルミニウム資源物質を原料として、ハイドロタルサイト様物質」を安価、安定かつ大量に生産しうる製造プロセス(システム)を構築することを目的とした。 様々な出発原料から炭酸型、硫酸型、塩素型のハイドロタルサイト様物質を調製して、結晶粒子径が溶液中の共存イオンの吸着挙動に与える影響を調べた結果、炭酸型ハイドロタルサイトと塩素型ハイドロタルサイトで塩素、ホウ素、ヒ素及びフッ素イオンを硫酸イオン共存溶液条件下で吸着実験を行うと、塩素型で高い吸着能力を示すことがわかった。高結晶性の塩素型ハイドロタルサイトではフッ素を、低結晶性の塩素型ハイドロタルサイトではホウ素及びヒ素を、また高結晶性と低結晶性の両方の塩素型ハイドロタルサイトで硫酸イオンに対して高い吸着性を示すことがわかった。さらに、塩素イオンに対して塩素型ハイドロタルサイトは吸着を行わず、炭酸型ハイドロタルサイトで少量吸着する挙動が認められた。

  • ハイドロバイオタイトからの高機能性環境制御素材の創製

    2004年  

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     バーミキュライトと一括されている膨潤性雲母様鉱物中のハイドロバイオタイトの実態を明らかにし、典型的なハイドロバイオタイトの結晶構造と物性との関係・発現機構を鉱物化学的方法により解明することを試みた。典型的なハイドロバイオタイトのうち、南アフリカ・トランスバール産、中国新疆ウイグル産他、日本に産業資源原料として輸入されている数産地のものについてキャラクタリゼーションを行った。結晶構造、とくに単位層(バーミキュライト型層と黒雲母型層)の積層構造は、主に定方位粉末X線回折による一次元電子密度分布解析と透過型電子顕微鏡観察によって行った。 その結果、いわゆるハイドロバイオタイトは、従来報告されている(K、Mg)の規則型混合層構造ではなく、不規則型混合層の積層が卓越しているおり、その不規則性(積層状態)は産地、産状などに依存しないことがわかった。さらにハイドロバイオタイトに、Cu, Ni, Ag, Znなどの遷移金属イオンまたは遷移金属水酸化物、または第4級アルキルアルコールなどの抗菌性を有する有機化合物を構造層間へ導入して複合体の調製を行い、主に黒かびと鉄バクテリアに対する抗菌性を調べた。その結果、遷移金属や有機化合物の徐放性は、主に周囲の溶存イオン種と濃度に大きく依存することが示された。

  • マグネシウム系繊維状鉱物からの新機能性ナノポーラス素材創製に関する研究

    2004年  

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     クリソタイル等のマグネシウムケイ酸塩鉱物は、酸処理によって無害化され、繊維状形態を残した高比表面積のシリカゲルに転換して利用する技術がすでに確立している。しかし、この酸処理プロセスで得られる繊維状シリカや溶出されるマグネシウムの有効利用は全くなされていない。本研究では、クリソタイル等アスベスト資源鉱物およびその廃棄物の酸処理により溶出されるマグネシウム、または安価な繊維状マグネシウム資源鉱物である水滑石(brucite, Mg(OH)2)、さらにアルミ合金洗浄使用液やアルミサッシ廃材から排出される高濃度アルミニウムは廃液を用いた、Mg-Al系層状複水酸化物の調製プロセスを検討した。 Mg-Al系層状複水酸化物(ハイドロタルサイト)の調製は、基本的に従来法を基礎にして、適当な濃度の硝酸マグネシウムと硝酸アルミニウム(または塩化マグネシウムと塩化アルミニウム)の酸性混合溶液を調製した。このときハイドロタルサイトの生成条件として、Mg/Al=2~4とした。この混合溶液を、pH=11~12に調整したアルカリ溶液(代表的には、硝酸ナトリウム(または炭酸ナトリウム)+水酸化ナトリウム水溶液)中に滴下すると直ちにゲル状ハイドロタルサイトの共沈物が生成する。これを通常は70~80℃で1~2日間エージングすると高結晶性ハイドロタルサイトが得られる。ただし、この調製法により得られる高結晶性ハイドロタルサイトは、CO32-およびSO42―に強い陰イオン選択性を示した。ここで、試料の物性に大きな影響を与える因子は、結晶子サイズ、Mg2+/Al3+比、滴下速度、pH、熟成条件(温度、時間)であることが分かった。とくに結晶子サイズは20 nm以下でサイズ効果により、イオン吸着・交換選択性が変化することが示された。

  • 膨潤性雲母系資源原料の化学修飾による多目的高機能性構造素材の開発

    2003年  

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    膨潤性雲母粘土鉱物の1種であるハイドロバイオタイトは、バーミキュライトと黒雲母の長所を併せ有するが、バーミキュライトと黒雲母の中間的な物性であるとともに、両構造単位層の積層が秩序型か無秩序か、統計的な混合粒子なのか、今だに議論が分かれているなど、実体が完全には解明されていない物質である。本研究では、いくつかの産地の典型的なハイドロバイオタイトについて結晶化学的基礎物性を調べると共に、銅、ニッケル、銀および亜鉛の遷移金属イオンまたは第4級アルキルアルコールの抗菌性を有する有機化合物を構造層間へ導入して複合体を調製して、抗菌性や触媒活性などの物性について調べた。その結果、本実験で用いたハイドロバイオタイトは、透過電子顕微鏡観察から、2単位層(バーミキュライト型層と黒雲母型層)の不規則型混合層構造をもつことがわかった。これは、従来報告されている2単位層の1:1規則型混合層が特異的であることが示唆された。また、層間の交換性陽イオンの遷移金属イオンによる置換量は、バーミキュライト(ジンバブエ・シャワ産)に比較して半分以下であり、単位層のうちバーミキュライト型層が選択的に置換されることが示された。遷移金属イオン置換体のうち、銀置換体がメタノール、エタノールおよびアセトアルデヒド気体の触媒活性が高く、その分解効率は接触温度に大きく依存することがわかった。さらに、第4級アルキルアルコールを層間に導入すると、単位層間で導入分子が配向的に分配されることが、表面拡散反射フーリエ変換赤外分光測定結果から示された。この第4級アルキルアルコールを導入されたハイドロバイオタイトは、黒カビ(標準カビ)を散布・培養した培地上に置いても有意の大きさの阻止円が観察できないことから、層間に導入された第4級アルキルアルコールは安定であり、長期的な徐放性が期待されることが示唆された。

  • 米籾殻燃料発電プラント灰の新規素材化に関する研究

    2002年  

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    日本の経済技術援助により、1986年からミャンマーで9基の米籾殻専焼式発電プラントが稼動しているが、そこから排出される大量の燃焼灰の処理が問題になっている。この籾殻灰の高度利用および新規素材化を目的として、まず籾殻灰自体のキャラクタリゼーションを行い、さらにこの籾殻灰を出発原料として、高結晶性・高純度の白色クリストバライト粉体、各種(アナルシム、A型、X型およびP型)合成ゼオライト、さらにマクロモレキュル粘土鉱物として径数nm、長さ数μmオーダーのイモゴライトの繊維状結晶が合成できることが示された。この知見を元にして、さらに米籾殻灰を3Mの水酸化ナトリウム水溶液中で80℃、1日間処理することにより、ほぼ完全に溶解したケイ酸ナトリウム水溶液に所定量のアルミン酸ナトリウムと種結晶を添加して水熱処理することにより、一連のSi/Al比のFAU(faujasite)型ゼオライト(LSX型―X型―中間型―Y型)が合成された。得られたゼオライト試料は、いずれも市販の同型ゼオライトに比較して同等の結晶性、イオン交換能、細孔容積を示す。これにより、高機能性細孔質ケイ酸塩素材として現在工業生産されているLTA型およびFAU型ゼオライトの合成用ケイ酸原料として、シリカゲルに劣らぬ性質をこの米籾殻灰が有していることが示された。ゼオライト合成用ケイ酸原料として検討されている廃棄物として他に、石炭灰、一般ごみ焼却灰、下水道汚泥などが挙げられるが、残留成分(重金属類、砒素、ホウ素など)が少ない点で米籾殻灰は有利と考えられる。また、米籾殻のシリカ‐共存元素系のシリカ側端成分領域の相図を実験的に再検討し、非晶質―石英―クリストバライト―トリディマイト―融液系における共存元素のフラックス効果を定量的に求めた。これにより、米籾殻灰の性状によらない原料調製が可能であることが示された。

  • 石炭灰から高機能性アルミノ珪酸塩素材への迅速転換に関する研究

    2000年  

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     国内外5箇所の火力発電プラントから排出された石炭灰の化学組成、組織・構造および熱的性質について検討をおこなった。その結果,今回検討した試料のうち北海道奈井江町のプラントから排出された石炭灰は,石英・ムライトから構成される核部に比較して非晶質アルミノ珪酸塩の外殻が多く,金属元素や炭質分が少ないことから,ゼオライトなどの高機能性アルミノ珪酸塩結晶へ転換するのに最適な出発物質として選択された。 この石炭灰を開放型の外部加熱式反応槽内でNaOH水溶液中,70℃,1日間水熱処理することにより,結晶質の核部を残したまま球状の外殻部を高結晶性のX型ゼオライトへ転換することができた。得られたゼオライト結晶は径2μm以下の微粒子集合体であった。 さらに水熱処理過程で,X型ゼオライト→P型ゼオライト→ハイドロソーダライトの順に相変化すること,また同条件下で温度を変化させるとA型ゼオライトおよびアナルシムが生成することがわかった。 次に同石炭灰をテフロン製密閉容器にNaOH水溶液とともに封入し,温度・圧力制御マイクロ波加熱装置により水熱処理を行ったところ,50 psi以下の低圧条件下1時間処理でP型ゼオライト及びハイドロソーダライトが生成すること,さらに100~150 psiの比較的高圧条件下では2時間処理で核部の結晶相が分解・再結晶化してハイドロソーダライト単相が生成し,さらに高圧条件下ではカンクリナイトの共生成が認められた。 これら一連の処理について,溶液濃度,温度・圧力,マイクロ波出力などの諸条件と同時に収率も考慮しながら各種ゼオライトの生成条件を検討した結果,マイクロ波加熱によるアルカリ処理では1時間以内に石炭灰の結晶質核部が分解されるが,迅速に反応が進行してハイドロソーダライトへ転換されることから,FAU型ゼオライトを選択的に合成するには,反応遅延剤または種結晶の共存を必要とすることがわかった。

  • 魚眼石から含水層状メタロアルミノ珪酸塩素材への転換と利用に関する基礎的研究

    1999年  

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     魚眼石は天然に産する層状シリケート鉱物であり、希塩酸処理により含水層状シリケート(H-AP)、塩化アルミニウム溶液処理により層状アルミノシリケート(Al-AP)が調製できることをすでに報告している。本研究ではH-AP構造中にアルミニウムを導入することによる固体酸活性の発現について、吸着させたn-オクチルアミン(n-OA)の熱分解挙動により検討し、さらに適当なAl-AP構造内へ遷移金属イオンの導入を行った。(1)吸着分子分解の速度論解析について:Al-APの構造層間に吸着させたn-OAは約400℃までの加熱によりHofmann分解を生ずることが分かった。この分解反応について、MSとDTGデータを用いた速度論解析を行ったところ、その活性化エネルギーEは170~210kJ・mol-1と求められた。ここでAl-APのAl/Si比の増大に伴いE値は増大する傾向を示し、またFTIR測定でn-OA吸着サイトの酸強度が低下する傾向を示した。この反応で n-OAやその分解物の拡散機構は、基本的に骨格積層の側方に向う2次の拡散律速であるが、Al/Si比が小さくなるとシリケート層の八員環を通した積層方向への拡散の影響が大きくなることが示された。(2)各種遷移金属の導入について:Ni,Co,Cu及びZnのエチレンジアミン錯体(Me(en)32+)溶液で、Al/Si比の大きいAl-APを室温以下で処理した。その結果、0.5M以上の高濃度溶液でエチレンジアミンを添加した処理により、粉末X線回折測定で底面間隔の拡大が認められ、Al-AP層間へのインターカレーションが示唆された。13C-NMRスペクトル測定結果より、導入された層間物質は各金属の錯体であり、分光学的測定結果から、構造中での各金属錯体の状態は、CuのみMe(en)22+に変化するが、他の金属錯体は(Me(en)32+)に近い状態で存在する事が示された。

  • 大学所蔵鉱物標本データベースの構築と鉱物の微構造の生成機構に関する研究

    1998年   堤 貞夫, 内田 悦生

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     本学には、1910年採鉱冶金学科創設以来集積された、多数の地学標本が所蔵・管理されている。これらは各箇所でそれぞれ教材や研究用試料として利用されているが、総合的な整理が未完である。特に鉱物標本に関しては、近年の校友からの寄贈や、未整理標本が所蔵されている箇所の再配置計画などがあり、早急な対応が必要である。筆者らは、1995年度より学内各関係箇所の管理標本の予備調査、国内機関の代表的な地学標本データベースの構成・利用状況の調査、各担当者との共同検討を進め、それらの結果をもとにパソコン上に基本データベースシステムを構築し、所蔵標本の入力とプログラム改良作業を行ってきた。本研究は、その継続として行ったものである。現在市販されているパソコンは10ギガバイト以上の本体記憶容量が標準的となり、本学所蔵の鉱物標本数の規模には画像記録を含めても十分な性能を持つ。そこで今後のデータ互換性も考慮し、Windows98版Visual dBASE5.5J上に基本データベースシステムを再構築し、大幅な改良を行った。本研究では、教育学部地球科学専修および理工学部環境資源工学科が管理する主要鉱物標本の約700点の登録が終了している。同時に、大部分の標本については再鑑定・再分類作業が行われた。また、本システム内に鉱物の熱的挙動に関する画像データを撮り込むために、デジタルミクロスコープを付設したその場観察用赤外試料過熱装置を設置した、これにより、数種の珪酸塩、硫酸塩鉱物について微構造の生成・転移・分解機構を動的に観察して記録出来、さらに教育実験に供せる環境を整備し、1998年度より専門実験科目で利用している。このデータベースは、現在のところ教育学部地学教室及び理工学部環境資源工学科岩石鉱物学実験室に設置された独立のパソコンで管理されている。今後、本部・大久保キャンパスの標本管理場所等の条件が整った時点で公開を考えている。

  • 魚眼石鉱物を出発物質とする新規珪酸塩ミクロポア素材の開発と利用に関する研究

    1996年  

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     層状ケイ酸塩鉱物である魚眼石(apophyllite、理想化学式KCa4Si8O20(F,OH)・8H2O)は、主にスカルン鉱床内に脈石鉱物として比較的多量に産する層状ケイ酸塩鉱物であるが、有価金属などを含まないために、採鉱・選鉱の過程で全て廃棄されている。しかし、この魚眼石を酸処理することにより特異な構造を有する含水層状シリカ(シリカーAP)が調製できることが知られている。 本研究では、まずこの酸処理の際に、酸の種類、反応温度、反応時間、攪拌方法などの条件と、各種陽イオンの溶出挙動および結晶状態の経時変化の関係を検討した。この結果、氷点温度、開放系での塩酸処理により、最も残存イオンが少なく結晶性の良好なシリカーAP単相が得られることが確認された。29Si-MASNMR測定などの結果から、このシリカーAPの結晶構造はシリカシート間が一部縮合するものの基本的には魚眼石のシリカシート構造をそのまま維持していること。また、酸処理後のアルコキシド処理により、層間の膨潤性が付与されることがわかった。一方、魚眼石の粉末試料にアルミニウム塩化物溶液処理を行なうことにより、層状構造をもついくつかのアルミノケイ酸塩相を調製することができた。27Al-MASNMRなどの結果から、この相は主にAlO4四面体がシリカーAPのシリカシート間に導入されて、構造を構築しているものと考えられる。また、このアルミノケイ酸塩またはシリカーAPにCu, Zn, Feの塩化物溶液処理を施すことにより、それぞれの結晶構造中に各金属イオン(またはクラスタ)を導入することができた。これらの試料について、熱分析による熱的性質や、拡散反射法によるUV-VIS吸収特性などの結晶化学的諸性質と、固体酸としての評価および各種触媒反応活性について検討を行なった。

  • 超高輝度高分解能薄膜X線回折を用いた層状ケイ酸塩研究および高配向性薄膜材料開発への新展開

    1995年   上江州 由晃, 千葉 明夫, 堤 貞夫

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    現在,多くの薄層状結晶や有機・無機薄膜材料が開発・研究されているが,いずれもその薄層組織ゆえに単相の結晶構造をはじめとする諸物性の解析が困難である場合が多い。本研究は,1993年度に高分解能薄膜X線回折装置が本学理工学総合研究所物性計測センターに共同利用施設として導入されたのを機会に,従来測定が困難であった各種薄層状または薄膜状試料についてのX線回折による新しい知見を基に,諸物性研究への新しい展開をはかったものである。その中でメンバーは,様々なペロブスカイト型磁性・誘電体物質をはじめ,各種の非線形光学媒質体の表面物性や,多種多様の非晶質または結晶質高分子の転移機構の解明など多くの成果をあげてきている。例えば,各種天然・合成層状ケイ酸塩の二次元性結晶(montmorillonite, vermiculite, phlogopiteなど)をホスト物質として,それらの層間にPbを主とする遷移金属炭酸水酸塩のインターカレーションを施すことにより新規のPb系無機化合物一層状ケイ酸塩鉱物複合体が水熱合成されているが,これら生成物の結晶構造を高配向X線回折データを用いた一次元電子密度解析法により決定し,層間化合物クラスターの状態を明らかにした。また,無機系基材上にゾルゲル法によりエピタキシャル成長させたハイドロキシアパタイト結晶の結晶学的方位分布と,ホスト-ゲスト界面のイオン拡散の影響(分布)が決定された。この結果をもとに,制ガン剤などの各種薬剤吸着・徐放特性との相関についての計算化学シミュレーションからこれらの動的反応挙動を解明し,さらに反応制御への展開を行なっている。

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現在担当している科目

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