Development of super-selective ion separation membranes via biomimetic approarch

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02502
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 27010:Transport phenomena and unit operations-related
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: Saeki Daisuke 信州大学, 学術研究院工学系, 助教 (70633832)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 膜分離 / イオン分離 / 生体模倣 / 脂質二分子膜 / イオンチャネル

Outline of Final Research Achievements

In this study, we investigated the posibility of new-generation ion separation membranes based on the biomimetic approarch of the permeation mechanism of biological membranes. First, we quantitatively evaluated the ion peameation rate of biological ion channel molecules and clarified the difference of the permeation rate between ion species. Then, we formed supported lipid bilayers (SLBs) containing the biological ion channel molecules on a polymeric porous substrate. The evaluation of the fabricated SLBs as ion separation membranes showed the posibility of the ion separation.

Free Research Field

膜分離工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生体模倣型の水処理膜は、近年、従来の高分子材料を超える性能が実現できると期待されている。しかしながら、その検討は水分子を選択的に透過するアクアポリンなどの水チャネルを用いた逆浸透膜が中心である。本研究は、生体模倣的アプローチによりイオン分離を試みた初めての研究であり、高分子系材料からなるイオン分離膜とは全く異なる構造、性能を持つ次世代のイオン分離膜の可能性を示した点は、分離工学において重要な学術的知見である。