JP2022536999A - 金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジットおよびその製造方法 - Google Patents

金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジットおよびその製造方法 Download PDF

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Abstract

金属酸化物ナノ粒子は、ケイ酸塩粘土（ナノケイ酸塩小板（ＮＳＰ）など）に安定して吸着し、金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジットを形成する。金属酸化物ナノ粒子は、ＺｎＯ、ＣｕＯ、Ｆｅ３Ｏ４、ＭｇＯ、またはＣａＯであってよい。任意で、銀ナノ粒子もケイ酸塩粘土に吸着させて適用する。高分子分散剤と異なり、ケイ酸塩粘土は表面積が大きく、電荷密度が高いため、金属酸化物が覆われず、そのため良好な殺菌効力を発揮する。【選択図】図１

Description

本発明の分野は、金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジット、それらの製造方法、およびそれらの使用に関する。
金属酸化物ナノ粒子の多くは殺菌効力を有し、そのため抗菌剤に幅広く適用されている。例えば、微生物に無害で、ヒト細胞と生体適合性のある酸化亜鉛（ＺｎＯ）が研究されている。別の例として、銀（Ａｇ）よりも安価で、環境に優しい酸化銅（ＣｕＯ）が挙げられる。既存の工程では、金属酸化物ナノ粒子が自己集合しないよう、一般に有機安定剤が使用される。その結果、金属酸化物ナノ粒子は有機安定剤によって過度に覆われ、それにより表面活性が低下し、抗菌効力が発揮できない。
上記問題を解決するために、金属酸化物を担持するナノケイ酸塩小板（ＮＳＰ）などのケイ酸塩粘土を選択する。ケイ酸塩粘土は、金属酸化物ナノ粒子を覆わずに均一に分散させることができる特定の表面特性を有する。
米国特許第７，０２２，２９９号明細書 米国特許第７，０９４，８１５号明細書 米国特許第７，１２５，９１６号明細書 米国特許第７，４４２，７２８号明細書 米国特許第８，１６８，６９８号明細書 台湾特許第５９３４８０号公報 台湾特許第１２８０２６１号公報 台湾特許第１２７０５２９号公報
金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジットおよびその製造方法を説明する。金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジットはケイ酸塩粘土と金属酸化物ナノ粒子とを含む。ケイ酸塩粘土は、ナノケイ酸塩小板（ＮＳＰ）、モンモリロナイト（Ｎａ＋－ＭＭＴ）、フッ素雲母、Ｋ１０、ＳＷＮ、カオリン、タルク、アタパルジャイト、およびバーミキュライトから選択される。ＮＳＰは、完全に剥離したケイ酸塩粘土であり、直径と厚さの比が１００×１００×１～５００×５００×１ｎｍ３の範囲にあり、陽イオン交換容量（ＣＥＣ）が１．０～１．５ｍｅｑｕｉｖ／ｇの範囲にある。金属酸化物ナノ粒子は、ＺｎＯ、Ｆｅ３Ｏ４、ＣｕＯ、ＭｇＯ、およびＣａＯから選択され、イオン結合とファンデルワールス力によってケイ酸塩粘土の表面で均一に安定化する。金属酸化物ナノ粒子とケイ酸塩粘土の重量比は１／９９～９０／１０の範囲にある。
ケイ酸塩粘土は、好ましくはナノケイ酸塩小板（ＮＳＰ）である。金属酸化物は、好ましくはＺｎＯまたはＣｕＯ、より好ましくはＺｎＯである。金属酸化物ナノ粒子とケイ酸塩粘土の重量比は、好ましくは１／９９～７０／３０の範囲にある。金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジットは、イオン結合とファンデルワールス力によってケイ酸塩粘土の表面で安定化した銀ナノ粒子をさらに含んでよい。
金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジットを製造する方法は、（１）金属塩の水溶液をケイ酸塩粘土の分散液に添加し、イオン交換反応を起こすステップ、（２）適切な水酸化物を添加して金属塩と反応させ、ケイ酸塩粘土の表面上に金属水酸化物を形成するステップ、及び（３）４０～９９℃で金属水酸化物を脱水素し、生成物としてケイ酸塩粘土の表面で安定化した金属酸化物、すなわち金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジットを形成するステップを含む。金属塩は、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｇ、またはＣａの塩である。ケイ酸塩粘土は上記のように定義される。金属塩とケイ酸塩粘土は、重量比が１／９９～９０／１０の範囲にある金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジットを得るのに適した量で添加される。
ステップ（１）のケイ酸塩粘土は、好ましくはナノケイ酸塩小板（ＮＳＰ）である。ステップ（１）の金属は、好ましくはＺｎまたはＣｕ、より好ましくはＺｎＯである。ステップ（１）の金属塩は、好ましくは金属酢酸塩、金属炭酸塩、または金属塩化物である。ステップ（１）のイオン交換反応は、好ましくは４０～９９℃で行われる。ステップ（２）の適切な水酸化物は、好ましくはＮａＯＨまたはＮＨ４ＯＨである。好ましくは、ステップ（３）の生成物をさらにろ過し、粉末状の金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジットを得る。方法は、銀イオンと適切な還元剤の化合物を添加し、銀イオンを、ケイ酸塩粘土の表面で安定化した銀ナノ粒子に還元するステップ（４）をさらに含むことができる。還元剤は、好ましくはＮａＢＨ４である。
家畜飼料と家畜飼料に付着した金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジットとを含む改変家畜飼料についてもさらに説明する。金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジットは上記のように定義される。
家畜飼料は、変性デンプン、トウモロコシ粉、サツマイモデンプン、水溶性デンプン、異性化糖（ＨＦＣＳ）、緑豆デンプン、小麦デンプン、グルコサン、ダイズ粉末、シクロデキストリン、マルトデキストリン、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、セルロース、アラビアゴム、カラギーナン、キサンタンガム、アルギン酸塩、トレハロース、米糠、グルテン、コーンブラン、またはポリエチレングリコール（ＰＥＧ）から選択される。ケイ酸塩粘土は、好ましくはナノケイ酸塩小板（ＮＳＰ）であり、金属酸化物は、好ましくはＺｎＯまたはＣｕＯ、より好ましくはＺｎＯである。金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジットは、好ましくは噴霧乾燥によって家畜飼料に付着させる。
本発明のナノコンポジットを製造する一般的な手順を示す。 ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジットのＵＶ－可視スペクトルを示す。 ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジットのＸＲＤスペクトルを示す。 ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジットのＴＥＭ画像を示す。 ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジットのＺｎＯの粒子長分布を示す。 ＣｕＯ／ＮＳＰナノコンポジットのＵＶ－可視スペクトルを示す。 ＣｕＯ／ＮＳＰナノコンポジットのＸＲＤスペクトルを示す。 ＣｕＯ／ＮＳＰナノコンポジットのＴＥＭ画像を示す。 ＣｕＯ／ＮＳＰナノコンポジットのＣｕＯの粒子長分布を示す。 Ａｇ／ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジットのＵＶ－可視スペクトルを示す。 Ａｇ／ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジットのＴＥＭスペクトルを示す。 Ａｇ／ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジットのＡｇ／ＺｎＯの粒子長分布を示す。
図１は、本発明の金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジットを製造する一般的な手順を説明している。まず、モンモリロナイト（Ｎａ＋－ＭＭＴ）を完全に剥離し、ナノケイ酸塩小板（ＮＳＰ）を形成した。次いで、ＮＳＰの存在下でＺｎ（ＣＨ３ＣＯＯ）２・２Ｈ２ＯまたはＣｕ（ＣＨ３ＣＯＯ）２・Ｈ２ＯをＮａＯＨと反応させ、ＺｎＯ／ＮＳＰまたはＣｕＯ／ＮＳＰナノコンポジットを形成した。さらにＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジットをＡｇＮＯ３と反応させ、Ａｇ／ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジットを形成することができる。ＺｎＯ、ＣｕＯ、およびＡｇナノ粒子はいずれもＮＳＰの表面で均一に安定化させることができる。詳細な手順を以下に説明する。
１．ナノケイ酸塩小板（ＮＳＰ）の作製
ＮＳＰは市販品を用いるか、または例えば特許文献１～８に記載の方法に従って作製できる。これらの方法の１つでは、適切な剥離剤を酸化させ、その後で層状ケイ酸塩粘土、例えばモンモリロナイト（Ｎａ＋－ＭＭＴ）と反応させ、層状ケイ酸塩粘土を個別の小板として完全に剥離する。小板は分離して二相溶媒系で精製し、ナノケイ酸塩小板（ＮＳＰ）を得ることができる。剥離剤は、アミン末端ポリエーテルの塩とビスフェノールＡ（ＤＧＥＢＡ）のジグリシジルエーテルによって合成されたアミン末端ＢＰＡエポキシオリゴマー（ＡＥＯ）、アミン末端ポリエーテルの塩とｐ－クレゾール／ホルムアルデヒドによって合成されたアミン末端マンニッヒオリゴマー（ＡＭＯ）、またはアミン末端ポリエーテルの塩と無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレン（ＰＰｇＭＡ）によって合成されたポリマーコンポジットであってよい。
ＮＳＰは、直径と厚さの比が約３００×３００×１ｎｍ３と高く、陽イオン交換容量（ＣＥＣ）が約１．２０ｍｅｑｕｉｖ／ｇであり、水中に均一に分散させることができる。
２．ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジットの合成
撹拌機、還流冷却器、および加熱マントルを三つ口フラスコに取り付け、フラスコに窒素を送る。次いで、ＮＳＰ分散液（２０７．１ｇ、１．２重量％）をフラスコに添加し、５００ｒｐｍで０．５時間撹拌する。
Ｚｎ（ＣＨ３ＣＯＯ）２・２Ｈ２Ｏ水溶液（２４．３ｇ、５．０重量％）をＮＳＰ分散液に添加し、９０℃で０．５時間、イオン交換反応を行う。
次いで、ＮａＯＨ水溶液（６６ｇ、１．０重量％）をフラスコに滴加し、ＮＳＰの表面にＺｎ（ＯＨ）２を形成する。窒素を８０℃で１時間フラスコに送り、Ｚｎ（ＯＨ）２を脱水素してＺｎＯにする。次いで、溶液をろ過し、固形物を脱イオン水で洗浄して、重量比が１５／８５（ｗ／ｗ＝１５／８５）のＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジット粉末を得る。
上記手順を繰り返し、異なる量の反応物を添加してＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジット（ｗ／ｗ＝７／９３および３０／７０）を作製する。次いで、ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジット（ｗ／ｗ＝７／９３、１５／８５、および３０／７０）を紫外可視分光光度計、Ｘ線粉末回折計（ＸＲＤ）、および透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で分析する。
図２Ａは、水中固形分が０．１重量％であるこれらのＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジットのＵＶ－可視スペクトルを示す。波長３８０ｎｍでの吸光度ピークは、ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジットの重量比に伴って増加している。
図２ＢはＸＲＤスペクトルを示す。粉末回折標準に関する合同委員会のデータ（ＪＣＰＤＳ：８９－０５１０）と比較すると、ＮＳＰ上に形成されるＺｎＯのスペクトルは初期のＺｎＯと同じである。
図２ＣはＴＥＭ画像であり、（ａ）および（ｂ）（ｗ／ｗ＝７／９３および１５／８５）のパターンは、（ｃ）（ｗ／ｗ＝３０／７０）のパターンよりもＮＳＰの表面で均一な分散を示している。このため、ＮＳＰはＺｎＯの担体としてＺｎＯを担持するのに好適である。
図２ＤはＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジット（ｗ／ｗ＝１５／８５）のＺｎＯの粒子長分布を示し、平均長は８０．５±２４．０ｎｍである。
３．ＣｕＯ／ＮＳＰナノコンポジットの合成
撹拌機、還流冷却器、および加熱マントルを三つ口フラスコに取り付け、フラスコに窒素を送る。次いで、ＮＳＰ分散液（２２９．５ｇ、１．１重量％）をフラスコに添加し、５００ｒｐｍで０．５時間撹拌する。
次いで、Ｃｕ（ＣＨ３ＣＯＯ）２・Ｈ２Ｏ水溶液（２２．６ｇ、５．０重量％）をＮＳＰ分散液に添加し、８０℃で０．５時間、イオン交換反応を行う。
次いで、ＮａＯＨ水溶液（４５ｇ、１．０重量％）をフラスコに滴加し、ＮＳＰの表面にＣｕ（ＯＨ）２を形成する。窒素を８０℃で１時間フラスコに送り、青緑色のＣｕ（ＯＨ）２を脱水素して濃褐色のＣｕＯにする。次いで、溶液をろ過し、固形物を脱イオン水で洗浄して、重量比が１５／８５（ｗ／ｗ＝１５／８５）のＣｕＯ／ＮＳＰナノコンポジット粉末を得る。
上記手順を繰り返し、異なる量の反応物を添加してＣｕＯ／ＮＳＰナノコンポジット（ｗ／ｗ＝７／９３および３０／７０）を作製する。次いで、ＺｕＯ／ＮＳＰナノコンポジット（ｗ／ｗ＝７／９３、１５／８５、および３０／７０）を紫外可視分光光度計、Ｘ線粉末回折計（ＸＲＤ）、および透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で分析する。
図３ＡはこれらのＣｕＯ／ＮＳＰナノコンポジットのＵＶ－可視スペクトルを示す。ＮＳＰ上に形成されるＣｕＯの吸光度ピークは初期のＣｕＯと同じである。
図３ＢはＸＲＤスペクトルを示す。粉末回折標準に関する合同委員会のデータ（ＪＣＰＤＳ：０５－０６６１）と比較すると、ＮＳＰ上に形成されるＣｕＯのスペクトルは初期のＣｕＯと同じである。
図３ＣはＴＥＭ画像であり、（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）のパターンはいずれも、ＣｕＯが自己集合せずにＮＳＰの表面で均一に安定化できることを示している。
図３ＤはＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジット（ｗ／ｗ＝１５／８５）のＺｎＯの粒子長分布を示し、平均長は２６．１±６．８ｎｍである。
４．Ａｇ／ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジットの合成
撹拌機、還流冷却器、および加熱マントルを三つ口フラスコに取り付け、フラスコに窒素を送る。次いで、ＮＳＰ分散液（６０ｇ、５重量％）をフラスコに添加し、５００ｒｐｍで０．５時間撹拌する。
次いで、Ｚｎ（ＣＨ３ＣＯＯ）２・２Ｈ２Ｏ水溶液（８．０９ｇ、５．０重量％）をＮＳＰ分散液に添加し、９０℃で０．５時間、イオン交換反応を行う。
次いで、ＮａＯＨ水溶液（２１ｇ、１．０重量％）をフラスコに滴加し、ＮＳＰの表面にＺｎ（ＯＨ）２を形成する。窒素を８０℃で１時間フラスコに送り、Ｚｎ（ＯＨ）２を脱水素してＺｎＯにする。次いで、溶液をろ過し、固形物を脱イオン水で洗浄して、重量比が５／９９（ｗ／ｗ＝５／９９）のＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジット粉末を得る。
ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジット水溶液（１００ｇ、２．０重量％）を丸底フラスコに添加し、５００ｒｐｍで０．５時間、撹拌機で撹拌する。ＡｇＮＯ３水溶液（３．１ｇ、１．０重量％）、次いで還元剤の水溶液、ＮａＢＨ４（０．３ｇ、１．０重量％）をフラスコに添加し、撹拌機で１時間撹拌する。銀イオン（Ａｇ＋）を銀（Ａｇ０）に還元すると、溶液が黄色から茶色になり、粉末状のＡｇ／ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジット（ｗ／ｗ／ｗ／＝１／５／９９）が作製される。
上記手順を繰り返し、異なる量の反応物を添加してＡｇ／ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジット（ｗ／ｗ／ｗ＝１／１０／９９）を作製する。次いで、Ａｇ／ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジット（ｗ／ｗ／ｗ＝０／ｌ／９９、１／５／９９、および１／１０／９９）を紫外可視分光光度計とＸ線粉末回折計（ＸＲＤ）で分析する。
図４Ａは、Ａｇ／ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジット（ｗ／ｗ／ｗ＝０／ｌ／９９、１／５／９９、および１／１０／９９）のＵＶ－可視スペクトルを示す。吸光度ピークはそれぞれ波長４０９ｎｍ、４１４ｎｍ、および４０９ｎｍである。すなわち、ＮＳＰ上に形成されるＡｇナノ粒子はＺｎＯナノ粒子による影響を受けていない。
図４ＢはＡｇ／ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジット（ｗ／ｗ／ｗ＝ｌ／１０／９９）のＴＥＭ画像であり、Ａｇナノ粒子およびＺｎＯナノ粒子の大部分は、自己集合せずにＮＳＰの表面で均一に安定化していることを示している。
図４ＣはＡｇ／ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジット（ｗ／ｗ／ｗ＝１／１０／９９）のＡｇ／ＺｎＯの粒子長分布を示し、平均長は７８．０±２２．４ｎｍである。
５．抗菌性試験
抗菌性試験は米国臨床検査標準委員会に従って実施した。
（１）ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジットおよびＮＳＰの抗菌効力
ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジット（ｗ／ｗ＝３０／７０）、ＮＳＰ／トウモロコシ粉（ｗ／ｗ＝ｌ／ｌ）、および（ＺｎＯ／ＮＳＰ）／（ＮＳＰ／トウモロコシ粉）／トウモロコシ粉（ｗ／ｗ／ｗ＝５／１０／８５）の水溶液でＥ．ｃｏｌｉ（１×１０６ＣＦＵ／ｍＬ）に対する抗菌性試験を実施する。ＮＳＰ／トウモロコシ粉はＮＳＰとトウモロコシ粉の混合物である。（ＺｎＯ／ＮＳＰ）／（ＮＳＰ／トウモロコシ粉）／トウモロコシ粉はＺｎＯ／ＮＳＰ（ｗ／ｗ＝３０／７０）、ＮＳＰ／トウモロコシ粉（ｗ／ｗ＝ｌ／ｌ）、およびトウモロコシ粉の混合物である。試験の結果を表１に示す。
Figure 2022536999000002
ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジット（５０ｐｐｍ）、ＮＳＰ／トウモロコシ粉（１００ｐｐｍおよび２５０ｐｐｍ）の殺菌効力は、ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジット（７０ｐｐｍ）の殺菌効力ほど良好ではない。しかしながら、ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジット（５０ｐｐｍ）を伴うＮＳＰ／トウモロコシ粉（１００ｐｐｍ）の殺菌効力は優れている。つまり、ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジットは、ＮＳＰ／トウモロコシ粉の抗菌効力を大幅に促進できる。
（２）ＺｎＯナノ粒子、ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジット、およびＡｇ／ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジットの抗菌効力
ＺｎＯナノ粒子、ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジット（ｗ／ｗ＝１５／８５）、およびＡｇ／ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジット（ｗ／ｗ／ｗ＝１／１０／９９）の水溶液でＥ．ｃｏｌｉ（１×１０８ＣＦＵ／ｍＬ）に対する抗菌性試験を実施する。
Figure 2022536999000003
表２は、ＺｎＯナノ粒子がＮＳＰの表面で均一に分散する際に自己集合を防止できることから、ＮＳＰによってＺｎＯナノ粒子の殺菌効力が明らかに向上することを示している。ＺｎＯ／ＮＳＰナノ粒子の殺菌効力はＡｇナノ粒子によってさらに向上する。
（３）ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジット、Ａｇ／ＮＳＰナノコンポジット、およびＡｇ／ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジットの抗菌効力
ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジット（ｗ／ｗ＝１５／８５）、Ａｇ／ＮＳＰナノコンポジット（ｗ／ｗ＝ｌ／９９）、Ａｇ／ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジット（ｗ／ｗ／ｗ＝１／５／９９）、およびＡｇ／ＺｎＯ／ＮＳＰナノコンポジット（ｗ／ｗ／ｗ＝１／１０／９９）の水溶液でＥ．ｃｏｌｉおよびＳ．ａｕｒｅｕｓに対する抗菌性試験を実施する。試験の結果を表３に示す。
Figure 2022536999000004
表３は、ＺｎＯナノ粒子の添加により、Ａｇ／ＮＳＰナノコンポジットの殺菌効力が約４倍になることを示している。すなわち、Ａｇの量を４分の１に低減できる。
６．動物試験
ＺｎＯ／ＮＳＰナノ粒子を噴霧乾燥して家畜飼料を改変し、トウモロコシ粉と混合する。次いで、改変飼料を小規模農場で家畜に供する。結果から、家禽の生存率が２０％向上し、また豚生殖器・呼吸器症候群（ＰＲＲＳ）を引き起こすウイルスを抑制することによって子豚の死亡率が４０％低下することが示される。
産業上の利用可能性
本発明の金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジットでは、金属酸化物は、自己集合せずに、ナノケイ酸塩小板（ＮＳＰ）などのケイ酸塩粘土の表面で均一に安定化する。その結果、金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジットは、金属酸化物の従来の適用と比べて、高い表面活性と抗菌効力を示す。

Claims (20)

  1. ナノケイ酸塩小板（ＮＳＰ）、モンモリロナイト（Ｎａ＋－ＭＭＴ）、フッ素雲母、Ｋ１０、ＳＷＮ、カオリン、タルク、アタパルジャイト、およびバーミキュライトからなる群から選択されるケイ酸塩粘土であって、前記ＮＳＰは完全に剥離したケイ酸塩粘土であり、直径と厚さの比が１００×１００×１～５００×５００×１ｎｍ３の範囲にあり、かつ陽イオン交換容量（ＣＥＣ）が１．０～１．５ｍｅｑｕｉｖ／ｇの範囲にあることを特徴とするケイ酸塩粘土と、ＺｎＯ、Ｆｅ３Ｏ４、ＣｕＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、およびこれらの混合物からなる群から選択され、かつイオン結合とファンデルワールス力によってケイ酸塩粘土の表面に均一に分散および吸着している金属酸化物ナノ粒子と、を含む金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジットであって、
    前記金属酸化物ナノ粒子と前記ケイ酸塩粘土の重量比は１／９９～９０／１０の範囲にあることを特徴とする、
    金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジット。
  2. 前記ケイ酸塩粘土はナノケイ酸塩小板（ＮＳＰ）であることを特徴とする、請求項１に記載の金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジット。
  3. 前記金属酸化物はＺｎＯまたはＣｕＯであることを特徴とする、請求項１に記載の金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジット。
  4. 前記金属酸化物ナノ粒子と前記ケイ酸塩粘土の重量比は１／９９～７０／３０の範囲にある、請求項１に記載の金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジット。
  5. イオン結合とファンデルワールス力によってケイ酸塩粘土の表面で安定化した銀ナノ粒子をさらに含む、請求項１に記載の金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジット。
  6. 前記ケイ酸塩粘土はナノケイ酸塩小板（ＮＳＰ）であり、かつ前記金属酸化物はＺｎＯであることを特徴とする、請求項５に記載の金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジット。
  7. （１）金属塩の水溶液をケイ酸塩粘土の分散液に添加し、イオン交換反応を起こすステップであって、前記金属塩は、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｇ、およびＣａからなる群から選択される少なくとも１つの金属イオンを含み、かつ前記ケイ酸塩粘土は、ナノケイ酸塩小板（ＮＳＰ）、モンモリロナイト（Ｎａ＋－ＭＭＴ）、フッ素雲母、Ｋ１０、ＳＷＮ、カオリン、タルク、およびアタパルジャイトからなる群から選択され、また前記ＮＳＰは完全に剥離したケイ酸塩粘土であり、直径と厚さの比が１００×１００×１～５００×５００×１ｎｍ３の範囲にあり、かつ陽イオン交換容量（ＣＥＣ）が１．０～１．５ｍｅｑｕｉｖ／ｇの範囲にあることを特徴とするステップ、
    （２）水酸化物を添加して前記金属塩と反応させ、ケイ酸塩粘土の表面に金属水酸化物を形成するステップ、並びに、
    （３）４０～９９℃で前記金属水酸化物を脱水素し、生成物として前記ケイ酸塩粘土の表面で安定化した金属酸化物、すなわち前記金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジットを形成するステップ、を含む、
    金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジットの製造方法。
  8. 前記ステップ（１）のケイ酸塩粘土はナノケイ酸塩小板（ＮＳＰ）であることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
  9. 前記ステップ（１）の金属はＺｎまたはＣｕであることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
  10. 前記ステップ（１）の金属塩は、金属酢酸塩、金属炭酸塩、または金属塩化物であることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
  11. 前記ステップ（１）のイオン交換反応は４０～９９℃で行われることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
  12. 前記ステップ（２）の水酸化物はＮａＯＨまたはＮＨ４ＯＨであることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
  13. 前記ステップ（３）の生成物をさらにろ過し、粉末状の前記金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジットを得ることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
  14. （４）銀イオンと還元剤の化合物を添加し、前記銀イオンを、前記ケイ酸塩粘土の表面で安定化した銀ナノ粒子に還元するステップ、をさらに含む、請求項７に記載の方法。
  15. 前記ケイ酸塩粘土は前記ナノケイ酸塩小板（ＮＳＰ）であり、前記金属はＺｎであり、かつ前記方法は、（４）銀イオンと還元剤の化合物を添加し、前記銀イオンを、前記ケイ酸塩粘土の表面で安定化した銀ナノ粒子に還元するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
  16. 家畜飼料と前記家畜飼料に付着した金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジットとを含む改変家畜飼料であって、
    前記金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジットは、
    ナノケイ酸塩小板（ＮＳＰ）、モンモリロナイト（Ｎａ＋－ＭＭＴ）、フッ素雲母、Ｋ１０、ＳＷＮ、カオリン、タルク、アタパルジャイト、およびバーミキュライトからなる群から選択されるケイ酸塩粘土であって、前記ＮＳＰは完全に剥離したケイ酸塩粘土であり、直径と厚さの比が１００×１００×１～５００×５００×１ｎｍ３の範囲にあり、かつ陽イオン交換容量（ＣＥＣ）が１．０～１．５ｍｅｑｕｉｖ／ｇの範囲にあることを特徴とするケイ酸塩粘土と、
    ＺｎＯ、ＣｕＯ、Ｆｅ３Ｏ４、ＭｇＯ、およびＣａＯからなる群から選択され、かつイオン結合とファンデルワールス力によってケイ酸塩粘土の表面で均一に安定化した金属酸化物ナノ粒子と、を含み、
    前記金属酸化物ナノ粒子と前記ケイ酸塩粘土の重量比は１／９９～９０／１０の範囲にあることを特徴とする、
    改変家畜飼料。
  17. 前記家畜飼料は、変性デンプン、トウモロコシ粉、サツマイモデンプン、水溶性デンプン、異性化糖（ＨＦＣＳ）、緑豆デンプン、小麦デンプン、グルコサン、ダイズ粉末、シクロデキストリン、マルトデキストリン、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、セルロース、アラビアゴム、カラギーナン、キサンタンガム、アルギン酸塩、トレハロース、米糠、グルテン、コーンブラン、およびポリエチレングリコール（ＰＥＧ）からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１６に記載の改変家畜飼料。
  18. 前記ケイ酸塩粘土はナノケイ酸塩小板（ＮＳＰ）であることを特徴とする、請求項１６に記載の改変飼料。
  19. 前記金属酸化物はＺｎＯまたはＣｕＯであることを特徴とする、請求項１６に記載の改変飼料。
  20. 前記金属酸化物／ケイ酸塩粘土ナノコンポジットは噴霧乾燥によって前記家畜飼料に付着させることを特徴とする、請求項１６に記載の改変飼料。
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