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エレクトロ・アコースティック場を駆使した多分散ナノ粒子の新規膜分級プロセスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K06824
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関名古屋大学

研究代表者

向井 康人  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (30303663)

研究期間 (年度) 2016-10-21 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
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)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード分級 / 膜分離 / ナノ粒子 / 超音波 / 大気圧プラズマ / 電場 / プラズマ / 溶液環境 / 剪断力 / 溶媒環境
研究成果の概要

膜分離はナノ粒子の湿式分級法として有力であるが、膜面で捕捉された粒子群によるさえぎりや膜細孔内壁への付着による目詰まりなどさまざまな障害因子によって分級操作の継続が困難になる。しかし、超音波照射を施すことによって、膜面に堆積した大粒子群の間隙が増大して流動比抵抗が減少するとともに、膜細孔への小粒子の付着が抑制されて小粒子群の膜透過が促進され、高精度かつ高速に分級操作を継続することができる。また、多分散ナノ粒子の多段階膜分級操作においても超音波照射は有効な手段であり、膜孔径に応じた高精度な分級操作が実施可能になる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ナノコロイドの粒子径の均一化は、これまで合成技術の開発にのみ注意が払われてきたが、本研究で提案する手法が確立されれば、単分散ナノコロイドの生産性は格段に向上し、各種産業分野への波及効果が期待できる。また、本研究の成果は、長さが不均一なカーボンナノチューブの均質化や、種々のナノ粒子が混在したナノコロイド廃液のリサイクル技術としての応用にもつながり、広範な社会的意義をもつ。さらに、まだ不明な点が多い膜によるナノ粒子の捕捉メカニズムや透過メカニズムの解明にもつながり、学術的意義も大きい。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 11件、 招待講演 1件) 図書 (3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Preparation of Nanocarbon-Supported Nanofiber Fabric for Purification of Contaminated Water2020

    • 著者名/発表者名
      Yasuhito Mukai, Song Liu, Eiji Amano
    • 雑誌名

      Journal of Textile Engineering

      巻: 66 号: 1 ページ: 7-15

    • DOI

      10.4188/jte.66.7

    • NAID

      130007856082

    • ISSN
      1346-8235, 1880-1986
    • 年月日
      2020-02-15
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of Cibacron Blue-Enhanced Affinity Nanofiber Fabric for Protein Adsorption2020

    • 著者名/発表者名
      Song Liu, Takuro Sumi, Yasuhito Mukai
    • 雑誌名

      Journal of Fiber Science and Technology

      巻: -

    • NAID

      130007933308

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fabrication of electrospun chitosan/cellulose nanofibers having adsorption property with enhanced mechanical property2018

    • 著者名/発表者名
      Duy-Nam Phan, Hoik Lee, Bijun Huang, Yasuhito Mukai, Ick-Soo Kim
    • 雑誌名

      Cellulose

      巻: 26 号: 3 ページ: 1781-1793

    • DOI

      10.1007/s10570-018-2169-5

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Selective Adsorption Characteristics of Gold Ions by Nylon Nanofiber Nonwoven Fabric2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuhito Mukai and Tomoaki Tanabe
    • 雑誌名

      Journal of Textile Engineering

      巻: 63 ページ: 191-195

    • NAID

      130006730983

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Preparation and Protein Separation Application of Cibacron Blue-Modified Electrospun PVA Membrane2020

    • 著者名/発表者名
      Song Liu, Takuro Sumi, Yasuhito Mukai
    • 学会等名
      化学工学会第85年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] リガンド修飾ナノファイバー不織布の作製およびタンパク質のアフィニティ分離特性2019

    • 著者名/発表者名
      向井康人,鷲見拓朗,劉 松
    • 学会等名
      分離技術会年会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ナノ液滴を用いた貧溶媒晶析による新規ナノ結晶作製法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      下田晃也,向井康人
    • 学会等名
      分離技術会年会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Preparation of Nanocarbon-Supported Nanofiber Fabric for Purification of Contaminated Water2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuhito Mukai, Eiji Amano, Satoshi Hara
    • 学会等名
      The 47th Textile Research Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Cibacron Blue-Enhanced Affinity Nanofiber Fabric for Protein Separation2019

    • 著者名/発表者名
      Song Liu, Takuro Sumi, Yasuhito Mukai
    • 学会等名
      The 47th Textile Research Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of Ultrasonic Irradiation on Classification Properties of Fine Particles through a Microfiltration Membrane2019

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Kodama, Yasuhito Mukai
    • 学会等名
      The 18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress (APCChE 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Selective Adsorption and Recovery Process of Gold Ions by Electrospun Nylon Membrane2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuhito Mukai, Tomoaki Tanabe, Song Liu, Yoshiyuki Bando, Tatsuya Masui
    • 学会等名
      The 18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress (APCChE 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Selective Adsorption and Separation of Protein with Ligand-Enhanced Electrospun Nanofiber Membrane2019

    • 著者名/発表者名
      Song Liu, Takuro Sumi, Yasuhito Mukai
    • 学会等名
      The 18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress (APCChE 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ナノファイバー/ナノカーボン複合膜による着色成分の吸着除去2019

    • 著者名/発表者名
      向井康人,天野詠之,原 聡志,坂東芳行,増井龍也
    • 学会等名
      第53回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 静電噴霧貧溶媒晶析によるナノ結晶作製法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      向井康人,下田晃也
    • 学会等名
      化学工学会第84年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノファイバー膜の炭素化と表面改質による銅イオンの吸着分離2019

    • 著者名/発表者名
      Xu Shuwei,中川雅貴,入澤寿平,向井康人
    • 学会等名
      化学工学会第84年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ナイロンナノファイバー不織布による塩酸水溶液中の金イオン回収プロセスの検討2018

    • 著者名/発表者名
      向井康人,田辺智亮
    • 学会等名
      日本繊維機械学会第71回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Yasuhito Mukai2018

    • 著者名/発表者名
      Functionalization of Nanofiber Fabric and Its Application to Water Purification Process
    • 学会等名
      ANEX2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Selective Adsorption Characteristics of Gold Ions by Nylon Nanofiber Fabric2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuhito Mukai, Tomoaki Tanabe
    • 学会等名
      Nanofibers2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of Classification Performance of Colloidal Particles through Nonwoven Nanofiber Fabric2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuhito Mukai, Aya Takahashi
    • 学会等名
      Nanofibers2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement in Particle Retention Capacity of Ultraporous Nanofiber Nonwoven Fabric by Plasma-Induced Surface Modification2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuhito Mukai, Yoshihiro Takayama
    • 学会等名
      The 46th Textile Research Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ナイロンナノファイバー膜を用いた塩酸溶液中の金イオン回収プロセスの開発2018

    • 著者名/発表者名
      向井康人,田辺智亮
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 大気圧プラズマを用いたナノファイバー膜の粒子捕捉機能の改善2018

    • 著者名/発表者名
      向井康人,高山義弘,林 祐衣,間野 翔,高橋茂則,神田英輝,後藤元信
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 精密濾過法を利用した微粒子分画に及ぼす超音波照射の影響2018

    • 著者名/発表者名
      児玉明彦,向井康人
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノファイバー膜の機能創出と分離プロセスへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      向井康人
    • 学会等名
      高分子学会高分子同友会勉強会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大気圧プラズマによるナノファイバー不織布の粒子捕捉機能の改善2017

    • 著者名/発表者名
      高山義弘,林 祐衣,間野 翔,高橋茂則,神田英輝,後藤元信,向井康人
    • 学会等名
      日本繊維機械学会第70回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ナイロンナノファイバー不織布による金イオンの選択吸着特性2017

    • 著者名/発表者名
      田辺智亮,向井康人
    • 学会等名
      日本繊維機械学会第70回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Selective Adsorption Characteristics of Gold Ions by Nylon Nanofiber Fabric2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuhito Mukai and Tomoaki Tanabe
    • 学会等名
      The 45th Textile Research Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プラズマ改質ナノファイバー不織布膜の粒子捕捉メカニズムの解明2017

    • 著者名/発表者名
      高山義弘,林 祐衣,間野 翔,高橋茂則,神田英輝,後藤元信,向井康人
    • 学会等名
      化学工学会第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ナイロンナノファイバー膜による金イオンの選択吸着及び回収プロセスの開発2017

    • 著者名/発表者名
      田辺智亮,向井康人
    • 学会等名
      化学工学会第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Filtration and Separation Properties of Colloidal Particles through Nonwoven Nanofiber Cloth2016

    • 著者名/発表者名
      Yasuhito Mukai
    • 学会等名
      The 44th Textile Research Symposium
    • 発表場所
      New Delhi (India)
    • 年月日
      2016-12-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 環境浄化技術3・4月号2020

    • 著者名/発表者名
      複数の著者による共著(向井康人含む)
    • 総ページ数
      112
    • 出版者
      日本工業出版
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 物質循環とマテリアル開発―マテリアル開発におけるシステム的思考の有用性―2018

    • 著者名/発表者名
      複数の著者による共著(向井康人含む)
    • 総ページ数
      250
    • 出版者
      三恵社
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] 不織布の技術と市場2017

    • 著者名/発表者名
      矢井田修,牧原弘子,紺野義広,宇山 浩,岸本吉則,向井康人,望月政嗣,丸山 裕,井上真理
    • 総ページ数
      270
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781312545
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 向井研HP - 研究紹介

    • URL

      http://www.nuce.nagoya-u.ac.jp/L6/sub1.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
  • [備考] 向井研HP - 研究業績

    • URL

      http://www.nuce.nagoya-u.ac.jp/L6/sub2.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-10-24   更新日: 2021-02-19  

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