Development of biomimetic reverse osmosis membranes with ultra-high permeability

• Project/Area Number: 26820340
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Properties in chemical engineering process/Transfer operation/Unit operation
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: SAEKI Daisuke 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70633832)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2015: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2014: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 膜分離 / 逆浸透膜 / 生体模倣 / リポソーム / 脂質二分子膜 / 水チャネル / アクアポリン

Outline of Final Research Achievements

Biomimetic reverse osmosis membranes with ultra-high permeability have been developed using a lipid bilayer and biological water channel molecules. A supported lipid bilayer (SLB) containing gramicidin A or amphotericin B as water channels was formed on a porous substrate modified with alkyl chains. The formed SLBs showed fluidity like as biological cell membranes and had no defect. The water permeation test of the formed SLBs showed higher water permeability and salt rejection than commercial membranes.

Research Products

• [Journal Article] Reverse osmosis membranes based on a supported lipid bilayer with gramicidin A water channels (2015)
  • Author(s): Daisuke Saeki, Tsuyoshi Yamashita, Akihiro Fujii, Hideto Matsuyama
  • Journal Title: Desalination Volume: 375 Pages: 48-53
  • DOI: 10.1016/j.desal.2015.07.030
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 水処理膜への応用を指向したsupported lipid bilayerへのAmphotericin Bの導入に関する検討 (2016)
  • Author(s): 高井徹、佐伯大輔、松山秀人
  • Organizer: 第18回化学工学会学生発表会(福岡大会)
  • Place of Presentation: 福岡県福岡市（福岡大学）
  • Year and Date: 2016-03-05
• [Presentation] 多孔体上へのリン脂質二分子膜形成における表面物性の影響 (2015)
  • Author(s): 佐伯大輔、宮下若菜、迫郁弥、松山秀人
  • Organizer: 膜シンポジウム2015
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市（神戸大学）
  • Year and Date: 2015-11-25
• [Presentation] 有機多孔膜上へのSLB形成における支持体の表面物性の影響 (2015)
  • Author(s): 宮下若菜、佐伯大輔、松山秀人
  • Organizer: 膜シンポジウム2015
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市（神戸大学）
  • Year and Date: 2015-11-25
• [Presentation] 機膜上に展開した 無機膜上に展開したGramicidin A導入脂質二分子膜の安定性向上に関する検討 (2015)
  • Author(s): 佐伯大輔、迫郁弥、松山秀人
  • Organizer: 化学工学会第47回秋季大会
  • Place of Presentation: 北海道札幌市（北海道大学）
  • Year and Date: 2015-09-09
• [Presentation] 有機多孔膜を支持体としたsupported lipid bilayerの 安定性向上に関する検討 (2015)
  • Author(s): 宮下若菜、佐伯大輔、松山秀人
  • Organizer: 化学工学会第47回秋季大会
  • Place of Presentation: 北海道札幌市（北海道大学）
  • Year and Date: 2015-09-09
• [Presentation] Development of forward osmosis membranes using lipid bilayer and gramicidin A on porous alumina via hydrophobic interaction (2015)
  • Author(s): Daisuke Saeki, Fumiya Sako and Hideto Matsuyama
  • Organizer: The 9th Conference of Aseanian Membrane Society
  • Place of Presentation: Taipei, TAIWAN
  • Year and Date: 2015-07-19
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Immobilization of phospholipid bilayers onto an organic porous substrate by hydrophobic interaction (2015)
  • Author(s): Wakana Miyashita, Daisuke Saeki, Hideto Matsuyama
  • Organizer: The 9th Conference of Aseanian Membrane Society
  • Place of Presentation: Taipei, TAIWAN
  • Year and Date: 2015-07-19
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] アルキル化ポーラスアルミナ上へのリン脂質二分子膜の形成 (2015)
  • Author(s): 佐伯大輔、迫郁弥、松山秀人
  • Organizer: 第61回高分子研究発表会
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市（兵庫県民会館）
  • Year and Date: 2015-07-17
• [Presentation] ポーラスアルミナ膜上へのリン脂質二分子膜の形成と水処理膜としての評価 (2015)
  • Author(s): 佐伯大輔、迫郁弥、松山秀人
  • Organizer: 日本膜学会第37年会
  • Place of Presentation: 東京都新宿区（早稲田大学）
  • Year and Date: 2015-05-14
• [Presentation] 疎水化セルロース膜上へのリン脂質二分子膜の形成 (2015)
  • Author(s): 宮下若菜、佐伯大輔、松山秀人
  • Organizer: 日本膜学会第37年会
  • Place of Presentation: 東京都新宿区（早稲田大学）
  • Year and Date: 2015-05-14
• [Presentation] ポーラスアルミナ膜上へ展開したリン脂質二分子膜の特性評価 (2015)
  • Author(s): 佐伯大輔、迫郁弥、松山秀人
  • Organizer: 化学工学会第80年会
  • Place of Presentation: 芝浦工業大学
  • Year and Date: 2015-03-19 – 2015-03-21
• [Presentation] アルミナ膜を支持体としたSupported Lipid Bilayerの物性評価 (2014)
  • Author(s): 迫郁弥、佐伯大輔、松山秀人
  • Organizer: 膜シンポジウム2014
  • Place of Presentation: 神戸大学
  • Year and Date: 2014-11-26 – 2014-11-27
• [Patent(Industrial Property Rights)] 選択性透過膜及びその製造方法、該選択性透過膜を用いる水処理方法 (2016)
  • Inventor(s): 松山秀人、佐伯大輔、高井徹、川勝孝博
  • Industrial Property Rights Holder: 松山秀人、佐伯大輔、高井徹、川勝孝博
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2016-03-04
• [Patent(Industrial Property Rights)] 選択性透過膜及びその製造方法 (2016)
  • Inventor(s): 松山秀人、佐伯大輔、迫郁弥、藤井昭宏、川勝孝博
  • Industrial Property Rights Holder: 松山秀人、佐伯大輔、迫郁弥、藤井昭宏、川勝孝博
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2016-02-17
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] 選択性透過膜及びその製造方法 (2015)
  • Inventor(s): 松山秀人、佐伯大輔、迫郁弥、藤井昭宏、川勝孝博
  • Industrial Property Rights Holder: 松山秀人、佐伯大輔、迫郁弥、藤井昭宏、川勝孝博
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2015-03-04