Exploration of Electronic/Ionic Functions of Aquatic Functional Materials

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Aquatic Functional Materials: Creation of New Materials Science for Environment-Friendly and Active Functions
• Project/Area Number: 19H05719
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Tanaka Motomu 京都大学, 高等研究院, 特任教授 (00706814)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中畑 雅樹 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (40755641)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2024-03-31
• Keywords: 生体着想分子材料 / 半導体電子材料 / 界面制御 / 電子・イオン機能

Outline of Final Research Achievements

This research aims to create a new class of "electronic/ionic materials" and establish the scientific basis by utilizing the expertise of Tanaka in interface regulation. By utilizing the self-assembly and liquid-crystaline-like behaviors of molecules, we successfully optimized the functions of aquatic electric/ionic materials. The main achievements include the design and fabrication of a novel water treatment system via hyperconfinement of bioinspired ionic materials and the unraveling of the ion-selective transport function of liquid-crystaline water treatment membranes using GaN-based semiconductor devices.

Free Research Field

化学物理

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で得られた成果の学術的意義としては、通常ドライ系で作動する無機・有機半導体材料と水圏で分子・イオン認識機能を発揮する高分子・液晶材料を融合させた「水圏で作動する電子・イオン機能材料」の創製にとりくみ、そのために必須である「材料界面の水分子の挙動を理解し制御する」ための基礎学理を確立したことが挙げられる。
社会への貢献としては、分担者・中畑が合成した「生物にならい生物を超える」重金属捕捉機能を持つ高分子材料を代表者・田中の得意とする界面制御技術で超高集積化することで、実装可能な水処理システムを構築し、国連のSDGs６番「安全な水とトイレを世界中に」の技術基盤確立に貢献したことが挙げられる。