| 研究課題/領域番号 |
17H03401
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
複合材料・表界面工学
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
遠藤 守信 信州大学, 先鋭領域融合研究群先鋭材料研究所, 特別特任教授 (10021015)
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| 研究分担者 |
モレロス・ゴメス アーロン 信州大学, 先鋭領域融合研究群カーボン科学研究所, 特任准教授 (00793746)
竹内 健司 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (20504658)
Cruz Rodolfo 信州大学, 先鋭領域融合研究群カーボン科学研究所, 特任教授 (30597878)
林 卓哉 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (80313831)
オルティス・メディナ ホスエ 信州大学, 先鋭領域融合研究群カーボン科学研究所, 特任准教授 (30793765)
犬飼 茂樹 信州大学, アクア・イノベーション拠点(COI), 研究員 (10529738)
滝沢 善洋 信州大学, アクア・イノベーション拠点(COI), 研究員 (10795082)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2019年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2018年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2017年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
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| キーワード | カーボンナノチューブ / 逆浸透膜 / 耐ファウリング性 / マルチスケールシミュレーション / 分子動力学シミュレーション / 機能性複合材料 / ナノ材料 |
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| 研究成果の概要 |
多層カーボンナノチューブ（CNT）と架橋ポリアミド（PA）の複合膜を逆浸透（RO）膜に応用し、実用上有望なRO膜が開発された。本研究は当該膜の高性能発現機構を理論的に解析し、広く膜科学の発展に資することを目的としている。まず、CNT/PA膜によるRO膜の透水機構についてマルチスケールシミュレーションによって解析し、高透水性は透過水分子の軌跡がCNT添加で短縮されることに起因することを示した。非可逆的ファウリングを発生する天然有機物（NOM）に対する当該膜の優れた耐性について、MD解析によって表面構造や膜内の電荷移動等、固有の構造因子が複合して反映されて優れたNOM防汚性を発現することを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、カーボンナノチューブ（CNT）とポリアミド（PA）複合RO膜の高性能発現機構の理論的解析を通して、当該膜とRO膜一般の科学と技術の発展に寄与し、もって水の世紀に貢献する膜技術のイノベーション創出に資することを目的している。すなわち、カーボンナノチューブとポリアミドの複合膜の優れたRO機能発現のメカニズムを理論的に解析し、当複合膜の高透水性と耐ファウリング性は固有の複合構造によってもたらされることを理論的に解明した。この成果は、膜技術の発展に資するとともにSDGｓNo.6への貢献そして21世紀の水の世紀において海水淡水化と造水技術に寄与する新規膜技術の知見を提供している。
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