鉄酸化細菌にならう水溶液プロセスによる酸化鉄の結晶相と形態の制御

抄録

自然界において、生物は細胞の内外に酸化鉄を形成している。磁性細菌が細胞内に作るマグネタイト(Fe₃O₄)や、鉄酸化細菌が細胞外に作る酸化鉄が存在する。これらの酸化鉄は、水溶液中において生体高分子の相互作用によって価数・結晶相・形態が制御されている。本研究では、鉄酸化細菌にならい、キレート剤や高分子などの制御分子を用いることにより、90 ℃以下の水溶液プロセスにおいて、酸化鉄の結晶相と形態の制御を行った。制御分子を添加していない場合には、Fe₃O₄ナノ粒子のみが形成した。一方で、水溶液中のpH, キレート剤濃度, 反応温度を変化させることで、価数と結晶相の制御が可能となった。また、高分子を添加することで、形態やサイズの制御を行った。