2014 Fiscal Year Research-status Report
淡水化のための新規透過膜の構造に関する分子論的研究
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25630070
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40306874)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 分子動力学 / 分子シミュレーション / 淡水化 / カーボンナノチューブ / 揺らぎ / 電場 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当初の計画では，淡水化を行う方法として水分子のみを透過させる親水基付加型カーボンナノチューブを用いて，同時に研究を進めて来ているにアクアポリンの解析から得られる揺らぎに関する情報を付加した方法を検討していた．しかし他の研究グループでも親水基付加型カーボンナノチューブに着目している研究があったため，揺らぎの効果は後ほど取り入れて行くこととして，カーボンナノチューブを使用した新規の淡水化の方法を検討することとした．そこで本研究では電場を付加することでより簡便に淡水化できる方法を検討した．水／メタノール混合系において，電場を付加した予備計算を行ったところ，淡水化の傾向がみられた．そこで，水分子のみの系について電場を付加した計算を行い，電場の強さを変えるとカーボンナノチューブ内で結晶構造のような構造ができることを確認した．電場がない系において温度を低くした際に見られる構造と同様のものもあるが，ヘリカルな構造も観察することができた．次に，水／メタノール混合系においても同様の計算を行い，電場の強さを変えると水分子のみがカーボンナノチューブ内に存在するようになることを確認した．これは，カーボンナノチューブのサイズを変えても同様に見ることができ，これまで報告されて来ている似たような系での研究と比較して，淡水化の効果が高いことが分かった．水分子のみの系については，J. Chem. Phys.誌に論文として発表された．
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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
当初の計画では，淡水化を行う方法として水分子のみを透過させる親水基付加型カーボンナノチューブを用いて，同時に研究を進めて来ているにアクアポリンの解析から得られる揺らぎに関する情報を付加した方法を検討していた．しかし他の研究グループでも親水基付加型カーボンナノチューブに着目している研究があったため，揺らぎの効果は後ほど取り入れて行くこととして，カーボンナノチューブを使用した新規の淡水化の方法を検討することとした．その結果，当初考えていたよりは淡水化の効果がある方法を提案することができたので，おおむね順調であるとした．
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| Strategy for Future Research Activity |
揺らぎと淡水化の関係については，昨年度アクアポリンを用いて研究を進めて来ており，揺らぎの利用について今後も検討を進めて行く．一方，本年度行った電場を付加する方法については一定の成果が出て来ているので，水／エタノールや水／イオンなどの系にも拡張して，淡水化の可能性について研究を進めて行く．
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| Causes of Carryover |
本年度の成果を国際会議にて発表する計画を立てていたが，より良い結果が出てきたため論文を投稿してから更なる新しい結果を国際会議にて発表することとしたため11万ほどを次年度への使用としたため，次年度使用額がでた．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
既に論文を投稿し，5月のカルガリーでの国際会議に発表を申し込んでおり，次年度使用額と次年度助成金50万を会わせて，国際会議での発表，論文投稿費用などとして使用する予定である．
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