2021 Fiscal Year Annual Research Report
マクロ孔内自己充填による欠陥フリー・ナノ多孔質セラミックスの創製と有機物膜分離
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20H02431
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
鈴木 義和 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (40357281)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 達 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (50267407)
阿部 浩也 大阪大学, 接合科学研究所, 准教授 (50346136)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 多孔質セラミックス / スピネル / エアロゾルでポジション / コーティング / 限外ろ過 / ナノろ過 / フィルター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) マクロ孔内自己充填による大面積・欠陥フリーナノ多孔質セラミックスの創製
第3年度には、多孔質アルミナ基材（細孔径~1 μm）へのMgAl2O4ナノ八面体の自己充填に加えて、エアロゾルデポジションを応用した圧入充填に取り組み、限外ろ過膜として機能させることに成功した。従来のディップコーティング法では、マクロ欠陥フリーの積層多孔体の作製に成功した。Z. Ma and Y. Suzuki, "Hierarchical structure control of MgAl2O4 porous ceramics and application to organic polymer filtration membrane," J. Am. Ceram. Soc., 104 [12] 6144-6154 (2021).
(2) 分子量100万の水溶性高分子溶液から溶媒である水を44%除去することに成功した。この成果については、K. Kagami, Y. Matsubayashi, T. Goto, J. Akedo and Y. Suzuki, "Nanoporous MgAl2O4 coating on porous Al2O3 support by aerosol deposition method for organic polymer filtration membrane," J. Ceram. Soc. Jpn., 130 [4] 320-323 (2022).に掲載済みである。
(3) エアロゾルデポジションを応用したスピネルコーティングでは、分子量200,000のよりサイズの小さな高分子にも挑戦し、ある程度の溶媒除去が可能であることを示した。この成果については、現在、投稿論文を執筆中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
充足率を反映した予算的な制約やコロナ禍での制限があり、液中その場観察についてはやや遅れているが、その他の主要項目については、当初予想を超える良い結果がでており、トータルするとおおむね順調と自己評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
3年目以降には、より実用性の高い全アルミナ系積層多孔体の作製や、実際の人工池の水の言外ろ過に挑戦する。すでにこれまでの濁度測定やpH測定に加えて、COD測定による定量化にも取り組む。
これらにより、分子量20万級のよりサイズの小さな高分子溶液やアルブミンタンパク質などの膜分離を目指す。
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| Remarks |
2021年度は、成果の広報活動も強化し、英語版PVを公開した。さらに、研究成果等を発信しているYouYubeチャンネルでは、登録者数が186人となり、順調に成長している。
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