산화철 나노 입자의 슬롯나라 및 응용

Jun Takada 교수는 일본 전통적인 기생충 석기에서 붉은 색을 생산하는 미스터리에서 혁신적인 산화철 나노 물질에 대한 슬롯나라의 최전선에 있습니다.

Jun Takada 교수는 Okanaama University의 자연 과학 기술 대학원에 있습니다. Takada는“저는 30 년 동안 장인이 Bizen과 Arita 도자기에서 아름다운 붉은 색을 어떻게 만들 수 있는지 조사하는 데 30 년을 보냈습니다. "이 연구는 색상을 생산하기위한 산화철 입자의 중요한 역할을 밝혀냈다. 나는 이제 '철분 산화 박테리아'에 의해 생성 된 나노 미터 규모의 철 산화철 물질의 혁신적인 응용 분야에서 노력하고있다. 나는 미세한 세라믹과 기이 스톤웨어에서 연료 전지 및 생명 공학으로 전환했다!"

Bizen Ware는 천년 이상의 역사를 가지고 있습니다. 이 도자기에는 독특한 '히다스키'또는 '화재 된'붉은 갈색 색상 (그림 1)이 있으며, 오카야마 현의 비젠 (Bizen) 지역의 논에서 채굴 된 철이 풍부한 점토를 사용하여 생산됩니다. 흥미롭게도, 붉은 색은 글레이징이 아닌 석기 주위에 빨대를 감싸서 렌더링됩니다. 그러나 원래는 석기 조각을 가마로 분리하는 데 사용 된 빨대가 왜 짚이 점토 표면과 접촉하는 붉은 색을 만들어 냈습니까?

"우리의 연구에 따르면 Bizen Clay는 실리콘, 칼슘, 마그네슘 및 나트륨을 포함한 다른 요소의 철분이 적은 양의 다른 요소를 가지고 있음을 보여주었습니다. "빨간색 패턴은 Corundum (α-al₂O₃) 다음 Hermatite의 형성 (α-fe₂O₃) 냉각 과정 중에 주변. "

5900_6244₂O₃/α-al₂O₃/α-fe₂O₃느린 냉각에서 반응하는 동안 입자. (그림 1)

"이 연구의 주요 결과는 히다스키 레드 패턴의 형성에서 적철광의 중요성이었다"고 Takada는 말한다. "우리는 또한 적철광 입자의 성장과 그 결과 비즈웨어의 색상 사이의 관계를 발견했습니다."

Takada와 동료들은 또한 알루미늄의 알루미늄을 증가시켜 알루미늄의 곡물 성장을 억제 한 Al-substituted 적철광이라고 불리는 소위 Al-substituted 적철광을 생산했습니다. 이 슬롯나라는 결국 크롬이나 납과 같은 위험한 요소를 포함하지 않는 적철광 기반 분말을 생산할 수 있었고, 이들 재료의 적용 범위를 늘려, 특히 오버 글레이즈 아리타웨어에서 AKA-E 장식을 생산함으로써

적색 색상을 생산하기위한 적철광 및 산화철 입자에 대한 그의 연구에서 영감을 얻은 Takada는 나노 구조 튜브 및 철 산화물의 섬유 제조에 대한 새로운 연구를 시작했습니다. "지하수 스프링에서 발견되는 황색 갈색 침전물은 철분 산화 박테리아에 의해 생성 된 세포 외 섬유질 묶음이 존재하기 때문입니다.Leptothrix ochracea7750_8150

바이오 옥스의 중요한 응용 프로그램에는 인간 세포에 대한이 물질 높은 친화력을 기반으로 한 리오온 배터리, 촉매, 색 색소 침착 및 혁신의 양극 재료로 포함됩니다. Takada는“Biox의 형성에 대한 우리의 연구에 따르면 박테리아 폴리머의 세포 외 분비는 Fe, Si 및 P와 같은 수생 무기의 침착 및 결합을 유발하여 독특한 유기/무기 하이브리드를 초래한다는 것을 보여줍니다. "이 저비용 바이오 락스는이 연구의 뿌리 인 고급 세라믹 및 예술 생산을 포함하여 광범위한 응용 분야를 갖춘 친환경적이고 비 독성 기능 재료입니다."

Publications

t. Ema, et al, "에폭 사이드 및 CO의 반복적 전환을 위해 생체 산화철에 고정화 된 강력한 포르피린 촉매.₂Cyclic Carbonates로의 ", 녹색 화학, 15, 2485, (2013)
h. Hashimoto 등, "산화철로부터 제조 된 Nano-micrometer-Arachitectural Acidic SilicaLeptothrix ochraceaOrigin ", 응용 재료 및 인터페이스, 5, 5194, (2013).
h. Ishihara 등, "세포 외 피 브릴의 초기 병렬 배열은 외피 프레임 구성을위한 열쇠를 보유하고 있습니다.Leptothrixsp. 스트레인 OUMS1 ",미네랄, 3, 73, (2013).
h. Hashimoto 등, "박테리아 기원의 산화철로부터의 적철광/무정형 비 통합으로 구성된 미세 소관 재료의 준비, 미세 구조 및 색조", 염료 및 안료, 95, 639, (2012).
j. Takada와 H. Hashimoto, "철분-산화 박테리아에 의해 형성된 생체 철 산화물 마이크로 튜브의 특성,Leptothrix ochracea", 금속 생명 공학 핸드북, ed. By M. Ike et al, Pan Stanford Publishing, pp.139, (2012).
t. Suzuki et al, "환경 미생물학 : Gallionella Ferruginea Stalks의 비정질 매트릭스에서 산소를 통한 철과의 실리콘 및 인 연결", 적용 및 환경 미생물학, 78, 236 (2012).
k. Mandai et al, "용액이없는 스즈키-미야 우라 커플 링 반응을위한 철 산화물 면역화 된 팔라듐 촉매", 사면체 문자, 53, 329, (2012).
t. Ema et al, "유기 브리징 그룹을 통해 생체 산화철에 고정화 된 고도로 활성 리파제 : 효소 기능에 대한 고정화지지의 극적인 효과", Green Chemistry, 13, 3187 (2011).
m. Furutani et al, "배양 된 Leptothrix sp. wart oums1에서 미성숙 한 외피를 형성하기위한 박테리아 사카 성 섬유의 초기 조립", Minerals, 1, 157, (2011).
t. Sakai et al, "우수한 효소 스캐 폴드를 생성하기위한 생체 철 산화철의 화학적 변형", 유기 생물 분자 화학, 8, 336 (2010).
y. Kusano 등, "Master Bizen Potter의 예술 과학", 화학 연구의 설명, 43, 906, (2010).
h. Asaoka 등, "노란색 붉은 색을 가진 산화철 분말을 기반으로 한 일본 전통 안료의 재생산", 재료 연구 협회 심포지엄 진행, 712, 435, (2002). --- al