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論文

Carbonated nanohydroxyapatite from bone waste and its potential as a super adsorbent for removal of toxic ions

関根 由莉奈; 南川 卓也; 山田 鉄兵*; 松村 大樹; 根本 善弘*; 竹口 雅樹*; 杉田 剛; 下山 巖; 香西 直文; 諸岡 聡

Journal of Environmental Chemical Engineering, 9(2), p.105114_1 - 105114_12, 2021/04

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Engineering, Environmental)

有害金属除去は安心安全社会構築のために必要な技術である。本研究では、骨の有するイオン交換能を最大限に活用して廃材を用いた有害金属除去材料の開発を行った。炭酸塩水溶液に骨を浸漬することで高炭酸含有ナノアパタイトが形成することを見出した。この材料は、通常の骨、また合成アパタイトに比べて約250、4500倍高いストロンチウム吸着性能を示した。本材料は廃材を利用していることから、低コストかつ高性能な吸着剤として活用が期待できる。

論文

Eco-friendly carboxymethyl cellulose nanofiber hydrogels prepared via freeze cross-linking and their applications

関根 由莉奈; 南川 卓也; 柚木 俊二*; 杉田 剛; 中川 洋; 山田 鉄兵*

ACS Applied Polymer Materials (Internet), 2(12), p.5482 - 5491, 2020/12

凍結濃縮を利用した架橋法を開発し、高い圧縮強度($$>$$80MPa)と高い圧縮回復性を備えた新しいタイプのカルボキシメチルセルロースナノファイバー(CMCF)ハイドロゲルを開発した。ハイドロゲルは、クエン酸(CA)の水溶液を凍結したCMCFゾルに添加し、次にそのゾルを解凍することによって調製した。凍結濃縮されたCMCFとCA間の反応により、氷結晶構造を反映する剛直な多孔質構造が形成された。圧縮評価により、架橋構造が圧縮応力に対して高い安定性を持つことを明らかにした。凍結架橋の前にベントナイトをCMCFゾルに追加することにより、CMCFヒドロゲルに簡易に固定することに成功した。CMCF-ベントナイトゲルは、化学染料に対して高い吸着性を示した。物理的に架橋されたCMCFヒドロゲルは、毒性がなく、金属を含まず、調製が簡単であるため、さまざまな分野で持続可能な材料として役立つ。

論文

Crossover from coherent quasiparticles to incoherent hole carriers in underdoped cuprates

橋本 信*; 吉田 鉄平*; 田中 清尚*; 藤森 淳*; 奥沢 誠*; 脇本 秀一; 山田 和芳*; 掛下 照久*; 永崎 洋*; 内田 慎一*

Physical Review B, 79(14), p.140502_1 - 140502_4, 2009/04

 被引用回数:13 パーセンタイル:52.72(Materials Science, Multidisciplinary)

In underdoped cuprates, only a portion of the Fermi surface survives as Fermi arcs due to pseudogap opening. In hole-doped La$$_{2}$$CuO$$_{4}$$, we have deduced the "coherence temperature" $$T_{coh}$$ of quasiparticles on the Fermi arc above which the broadened leading edge position in angle-integrated photoemission spectra is shifted away from the Fermi level and the quasiparticle concept starts to lose its meaning. $$T_{coh}$$ is found to rapidly increase with hole doping, an opposite behavior to the pseudogap temperature $$T^{*}$$. The superconducting dome is thus located below both $$T^{*}$$ and $$T_{coh}$$, indicating that the superconductivity emerges out of the coherent Fermionic quasiparticles on the Fermi arc. $$T_{coh}$$ remains small in the underdoped region, indicating that incoherent charge carriers originating from the Fermi arc are responsible for the apparently metallic transport at high temperatures.

論文

Relationship between the superconducting gap and the pseudogap; Temperature-dependent photoemission study of La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$ and La$$_{2}$$CuO$$_{4.10}$$

橋本 信*; 田中 清尚*; 吉田 鉄平*; 藤森 淳*; 奥沢 誠*; 脇本 秀一; 山田 和芳*; 掛下 照久*; 永崎 洋*; 内田 慎一*

Physica C, 460-462(2), p.884 - 885, 2007/09

 被引用回数:3 パーセンタイル:18.97(Physics, Applied)

高温超伝導研究において、${it T$_{rm c}$}$より高温から現れる擬ギャップと超伝導ギャップの関係の解明は重要な課題である。本研究では、広い濃度領域のLa$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$と過剰酸素導入により超伝導化したLa$$_{2}$$CuO$$_{4.10}$$を用い、角度積分光電子分光を温度変化させて測定し、擬ギャップと超伝導ギャップを調べた。結果、擬ギャップは低ホール濃度へ向かって増大して行くのに対し、超伝導ギャップは超伝導を示す試料でほとんど一定であった。これらの結果は、超伝導ギャップがフェルミ面アーク付近(0,0)-($$pi$$,$$pi$$)で開き、擬ギャップはフェルミ面の($$pi$$,0)近傍で開くことで説明でき、低ホール濃度ではフェルミアークが小さくなることから、超伝導ギャップは大きくなれないことを示している。

論文

Distinct doping dependences of the pseudogap and superconducting gap of La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$ cuprate superconductors

橋本 信*; 吉田 鉄平*; 田中 清尚*; 藤森 淳*; 奥沢 誠*; 脇本 秀一; 山田 和芳*; 掛下 照久*; 永崎 洋*; 内田 慎一*

Physical Review B, 75(14), p.140503_1 - 140503_4, 2007/04

 被引用回数:64 パーセンタイル:89.48(Materials Science, Multidisciplinary)

高温超伝導体La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$の低濃度から高濃度に渡る試料と、過剰酸素を導入したLa$$_{2}$$CuO$$_{4.10}$$の試料を用いて、角度積分光電子分光実験を行った。結果、超伝導ギャップと擬ギャップは異なるホール濃度依存性を示した。ホール濃度の低下に伴い、超伝導ギャップエネルギーは小さいままほとんど変化しないのと対照的に、擬ギャップエネルギーと擬ギャップ温度は顕著な増加を示した。この結果は、超伝導ギャップがフェルミアークの(0,0)-$$(pi,pi)$$方向に生じ、擬ギャップが$$sim(pi,0)$$付近に生じていることを示唆しており、両ギャップが微視的に異なる起源を持つことを明らかにした。

論文

Photoluminescent dinuclear lanthanide complexes with Tris(2-pyridyl)carbinol acting as a new tetradentate bridging ligand

渡邉 雅之; 南川 卓也*; 山田 鉄兵*; 木村 貴海; 並木 康祐*; 村田 昌樹*; 西原 寛*; 館盛 勝一

Inorganic Chemistry, 42(22), p.6977 - 6979, 2003/11

 被引用回数:33 パーセンタイル:75.93(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

トリス(2-ピリジル)カルビノールとよばれる三脚状の配位子は、金属間距離が非常に短いランタノイド二核錯体を形成することを明らかにした。通常この配位子は三座配位子として働くが、本研究では頭頂部にある酸素ドナーをうまく架橋配位させることで、二核錯体を形成させることが可能となることを見いだした。合成されたEu(III)とTb(III)の錯体では、配位子から金属中心にエネルギー移動を起こすため、強い発光をしめすことが確認された。

口頭

Separation and recovery of radioactive cesium and strontium by metal-organic-frameworks

南川 卓也; 小越 友里恵; 桑原 彬; 山田 鉄兵*; Zanella, M.*; Jansat, S.*; Manning, T.*; Rosseinsky, M.*

no journal, , 

液体廃棄物中から、放射性セシウム(Cs)とストロンチウム(Sr)を取り除く材料としては、ゼオライトなど細孔性の材料が知られているが、これらの細孔は非常に安定であるため、細孔中からこれらの元素を取り出し、回収することや、細孔のサイズを自由に変化させることは困難である。一方、最近研究が進んできた配位高分子(MOF)は、配位子と金属を選択することで細孔をデザインできるため、細孔の大きさを自由に変化させることができる。また、この材料の細孔は、溶液の変化に敏感なため、一度取り込んだゲスト分子も溶液条件を変化させれば容易に取り出すことができる。本研究では、新規なMOFである(NH$$_{4}$$)[Ln(C$$_{2}$$O$$_{4}$$)$$_{2}$$(H$$_{2}$$O)] (Ln=Y, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu)を合成し、MOFの細孔サイズをこれまでにない方法で制御し、調整することで、溶液中からCsやSrを選択的に分離した。また、一度取り込んだCsやSrをMOFから回収する実験を行い、放射性廃棄物から有用な放射性金属元素を回収できる可能性を示した。

口頭

Separation and recovery of radioactive ions by metal-organic-frameworks

南川 卓也; 山田 鉄兵*; 小越 友里恵; 桑原 彬; Alexandros, K.*; David, S.*; Marco, Z.*; Jansat, S.*; Troy, D. M.*; Matthew, J. R.*

no journal, , 

In this study, we synthesized series of MOFs with the formula of (NH$$_{4}$$)[Ln(C$$_{2}$$O$$_{4}$$)$$_{2}$$(HO] (Ln = Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb) to remove radioactive ions from solution. And we investigated the behavior of ion uptake by changing the host metals. Moreover, we tried a new radioactive ion recovery cycle by recovering the radioactive ions from the MOF and the starting MOF from the resulting MOFs.

口頭

凍結架橋による高強度セルロースナノファイバーハイドロゲルの開発

関根 由莉奈; 南川 卓也; 三浦 大輔*; 柚木 俊二*; 杉田 剛; 中川 洋; 山田 鉄兵*

no journal, , 

本研究では、セルロースナノファイバーとクエン酸を原料とする高い圧縮強度($$>$$80MPa)、成形性を有するゲルの合成法及び材料を開発した。セルロースナノファイバーを凍結させてからクエン酸溶液と反応させることにより、凍結凝集したセルロースナノファイバーが固定化され、材料の強度が飛躍的に向上することを発見した。ゲル材料の高強度化に大きな影響を与える構造と物性の相関について発表する。

口頭

Gelation mechanism of freeze-crosslinked cellulose nanofiber gels with high compressive strength

三浦 大輔; 南川 卓也; 山田 鉄兵*; 関根 由莉奈

no journal, , 

カルボキシメチルセルロースナノファイバー(CMCF)と有機酸から成る高い圧縮強度($$>$$80MPa)及び成形性を有するゲル材料を開発した。CMCFを凍結させてから有機酸溶液と反応させることにより、強固なポリマー骨格が形成され、材料強度が飛躍的に向上した。本研究では、凍結凝集したCMCFの構造が有機酸を介して固定化される過程の観察に成功した。凍結凝縮がゲル材料の強度向上に寄与するメカニズムについて詳しく発表する。

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