| 研究課題/領域番号 |
19K05120
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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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| 審査区分 |
小区分27010:移動現象および単位操作関連
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
南雲 亮 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20552003)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 浄水膜 / ファウリング / 分子動力学法 / 動径分布関数 / 第2ビリアル係数 / 耐ファウリング性能 / 分散・凝集状態 / ベタイン / ポリ（アクリル酸2-メトキシエチル） / ポリ（メタクリル酸2-ヒドロキシエチル） / 親疎水性 / 水処理膜 / 計算化学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
地球環境の保全や水資源の確保の観点から、浄水膜を利用した海水淡水化技術や排水処理プロセスが注目されている。本研究は、浄水膜の表面近傍を分子レベルで解析するための各種シミュレーション技術を駆使することで、浄水膜の高性能化に向けた取り組みを推進することを目指している。
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| 研究成果の概要 |
ポリマー素材表面の親疎水性を分子動力学法によって簡便に予測できる方法論を提案した。さらにこの方法論を応用し、ポリ（アクリル酸2-メトキシエチル）（PMEA）を含む種々のアクリレート/メタクリレート系素材のファウリング特性を解析した。得られた結果は、PMEAの耐ファウリング性能が顕著に高いことを示す既往の実験結果と符合した。そこで本手法の適用範囲をベタイン素材にも拡大し、ファウラントの親疎水性と耐ファウリング性能の相関関係を検証した。これらの取り組みを通じて、ポリマー素材の耐ファウリング性能を本手法で評価することの妥当性を示唆した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
膜を用いた水処理プロセスの研究分野において、透水性能の経時劣化をもたらす膜ファウリングは、喫緊に解決すべき重要課題である。その一方で、膜ファウリングの詳しいメカニズムを理解するには、浄水膜のごく近傍に存在する浮遊物の性質が膜ファウリングに与える影響を調べるアプローチが欠かせない。そこで本研究は、コンピュータシミュレーション技術を活用することで、水分子や浮遊物のミクロな動きを計算機上で再現し、膜ファウリングの制御に向けた新たな示唆を得ることを試みた。
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