2018 Fiscal Year Annual Research Report
Defect-free and large-scale formation of biomimetic reverse osmosis membranes using a liquid-liquid interface
| Project/Area Number |
17H04963
|
|---|
| Research Institution | Shinshu University |
|---|
Principal Investigator |
佐伯 大輔 信州大学, 学術研究院工学系, 助教 (70633832)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 膜分離 / 逆浸透膜 / 生体模倣 / リポソーム / 脂質二分子膜 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
平成30年度は下記の項目について検討した。
I. 液液界面接触法による無欠陥脂質二分子膜の形成
製膜方法、及び脂質二分子膜を展開するための支持体の選定について検討した。製膜方法については、安定かつ連続的な脂質二分子膜を多孔質支持体表面に形成させるためには、脂質溶液と支持体との接触方法や、脂質組成が重要であることが明らかになった。支持体については、高い透水性と塩阻止性を両立させるためには、多孔質支持体の表面細孔径を適切に制御することが重要であるということが明らかとなり、最適な支持体を作製する手法を確立した。改良した製膜方法、支持体を用いることで、単一の脂質二分子膜を支持体表面へ形成できることが確認できた。得られた脂質二分子膜に対して、RO膜の孔として機能する水チャネル(Gramicidin Aまたは Amphotericin B)を導入し、透水性を評価したところ、脂質組成を適切に制御することで、市販のポリアミド逆浸透膜を超える性能を達成できた。Aquaporinを用いた既往の研究と比較しても高い性能を示しており、生体模倣的アプローチが逆浸透膜の透水性向上に有効であることを、世界で初めて示した結果といえる。
II. 生体模倣による物理的・化学的強度の付与
上記のようにして作製した脂質二分子膜について、クロスフローろ過における耐圧性を評価したところ、長時間安定に透水性・塩阻止性を示し、透水圧に耐えられる物理的強度を有していることが分かった。更なる強度向上を目指し、前年に引き続き、高分子保護層の形成方法についても検討を進めた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
液液界面を利用した二分子膜形成方法の確立の見通しがたった。また、様々な水チャネルを脂質二分子膜に導入する方法や、実用化を指向した強度向上についても順調に検討が進んでいる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成31年度は、引き続き、液液界面接触法による脂質二分子膜の形成、及び物理的・化学的強度の付与について検討を行う。さらに、実用化を指向し、耐ファウリング性や耐久性等の評価についても検討する。学内外の共有機器を利用できる環境が整ったため、それらを効果的に利用して、計画通り進める予定である。
|
