| 研究課題/領域番号 |
16K06785
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
構造・機能材料
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| 研究機関 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 |
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研究代表者 |
長谷川 伸 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 主幹研究員 (60354940)
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| 研究分担者 |
廣木 章博 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 主幹研究員 (10370462)
前川 康成 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所, 副所長 (30354939)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 放射線グラフト重合 / ガス選択透過膜 / イオン照射 / 固体核飛跡 / ガス選択透過 / グラフト重合 / 核飛跡 / ガス透過膜 / 放射線 / ガス透過 / リビング重合 / イオンビーム |
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| 研究成果の概要 |
多孔性高分子基材膜に別の機能性高分子鎖を放射線グラフトすることにより、水素ガスを選択透過する機能性膜の開発を目的とした。多孔性ポリフッ化ビニリデン(PVDF)を出発基材として、アクリル酸を放射線グラフト重合した膜のガス透過度は、グラフト率の上昇に伴って10＾-1～10＾-2 mol/sec m＾2 Pa減少した。しかし、グラフト高分子の鎖長や圧縮法により空隙率を制御することで、水蒸気に比べ優先的に水素ガスが透過するようになり、水蒸気に対する水素の透過率(H2/H2O)は最大34(GD92%)を示した。また、窒素に対する水素の透過率(H2/N2)は、最大で4.5を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、研究代表者自ら進めている高分子膜への放射線グラフト重合を利用した水素ガス選択透過性膜の開発についてである。今回、市販の多孔性ポリフッ化ビニリデン(PVDF)に親水性モノマーであるアクリル酸、及び疎水性モノマーであるスチレンを用いてグラフト重合した膜は、圧縮処理によりガス透過性を制御することで、水蒸気および窒素に対する選択透過性(H2/H2O：34，H2/N2:4.6)を見出すことができた。また合成膜の機械強度および引っ張り強度も透過実験を行う上で十分な強度と柔軟性を保持していることから、新たなガス選択透過高分子膜の開発についての指針を示すことができた。
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