ナノ複合ファイバーの薄膜化による革新的分離機能の発現

• 研究課題/領域番号: 20350098
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機工業材料
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 一ノ瀬 泉 独立行政法人物質・材料研究機構, ナノ有機センター, センター長 (50243910)
• 連携研究者: ジン ジャン 独立行政法人物質・材料研究機構, ナノ有機センター, 主任研究員 (20442733)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2010年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2009年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円); 2008年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
• キーワード: 超薄膜 / ナノファイバー

研究概要

ナノストランドとタンパク質から極細のナノ複合ファイバーを調製し、その希薄溶液を濾過することで数10から数100ナノメートルの薄さの自立膜を作製した。この自立膜は、タンパク質を架橋することで力学的な強度が大幅に向上し、有機分子のサイズ選択な分離膜として、従来の限外濾過膜の濾過性能を3桁向上させた。同様な方法により、ラテックス粒子や網目状高分子から自立膜を製造し、タンパク質の分離性能に優れた限外濾過膜を開発した。

研究成果

• [雑誌論文] Ultrafiltration Membranes Composed of Highly Cross-Linked Cationic Polymer Gel : the Network Structure and Superior Separation Performance (2011)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉、他
  • 雑誌名: Advanced Materials 23巻 ページ: 2004-2008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flexible ultrathin free-standing fluorescent films of CdSexS1-x/ZnS nano-crystalline and protein (2011)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉、他
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry 21巻 ページ: 4424-4431
  • 査読あり
• [雑誌論文] Green-Chemical Synthesis of Ultrathin β-MnOOH Nanofibers for Separation Membranes (2011)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉、他
  • 雑誌名: Advanced Functional Materials 21巻 ページ: 2080-2087
  • 査読あり
• [雑誌論文] Manganese oxyhydroxide and oxide nanofibers for high efficiency degradation of organic pollutants (2011)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉、他
  • 雑誌名: Nanotechnology 22巻 ページ: 15701-15701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrathin freestanding nanoporous membranes prepared from polystyrene nanoparticles (2011)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉、他
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry 21巻 ページ: 1684-1688
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrathin freestanding nanoporous membranes prepared from polystyrene nanonarticles (2011)
  • 著者名/発表者名: Ichinose, et al.
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry 巻: 21 ページ: 1684-1688
  • 査読あり
• [雑誌論文] Manganese oxyhydroxide and oxide nanofibers for high efficiency degradation of organic pollutants (2011)
  • 著者名/発表者名: Ichinose, et al.
  • 雑誌名: Nanotechnology 巻: 22 ページ: 15701-15701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flexible ultrathin free-standing fluorescent films of CdSexS1-x/ZnS nanocrystalline and protein (2011)
  • 著者名/発表者名: Ichinose, et al.
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry 巻: 21 ページ: 4424-4431
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrathin Nanofibrous Films Prepared from Cadmium Hydroxide Nanostrands and Anionic Surfactants (2009)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉、他
  • 雑誌名: Langmuir 25巻 ページ: 8514-8518
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrafast permeation of water through protein-based membranes (2009)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉、他
  • 雑誌名: Nature Nanotechnology 6巻 ページ: 353-357
  • 査読あり
• [雑誌論文] 水中に存在していた巨大カチオン (2009)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉
  • 雑誌名: 現代化学 450巻 ページ: 49-53
  • NAID: 40016203610
• [雑誌論文] Ultrafast permeation of water through protein-based membranes (2009)
  • 著者名/発表者名: Ichinose, et al.
  • 雑誌名: Nature Nanotechnology 6 ページ: 353-357
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrathin Nanofibrous Films Prepared from Cadmium Hydroxide Nanostrands and Anionic Surfactants (2009)
  • 著者名/発表者名: Ichinose, et al.
  • 雑誌名: Langmuir 25 ページ: 8514-8518
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2009)
  • 著者名/発表者名: Ichinose
  • 雑誌名: Nanostructured Thin Films and Surfaces, Ed.C.Kumar, Wiley-VCH(Free-Standing Nanostructured Thin Films) ページ: 277-302
• [雑誌論文] 水中に存在していた巨大カチオン (2008)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉
  • 雑誌名: 現代化学 450 ページ: 49-53
  • NAID: 40016203610
• [雑誌論文] Time-dependent growth of zinc hydroxide nanostrands and their crystal structure (2008)
  • 著者名/発表者名: Ichinose, et al.
  • 雑誌名: Chemical Communications 2008 ページ: 1904-1906
  • 査読あり
• [学会発表] Nanoporous Ultra-thin Free-standing Films and the Applications (2010)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉
  • 学会等名: RACI 2010 and the 12th IUPAC conference
  • 発表場所: Melbourne Convention Centre(オーストラリア)
  • 年月日: 2010-07-05
• [学会発表] 分離機能材料におけるソフトインターフェースの役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉
  • 学会等名: ソフトインターフェースの分子化学第3回公開シンポジウム
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2010-01-21
• [学会発表] 高分子薄膜のナノ構造制御と高度分離機能の創出 (2010)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] Nanoporous Ultrathin Protein Films for Water Purification (2010)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉
  • 学会等名: Polymer Networks Group Meeting 2010
  • 発表場所: ドイツ
• [学会発表] Ultrathin Free-Standing Nanoporous Membranes for Environmental Applications (2010)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉
  • 学会等名: NIMS Conference 2010
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] Nanoporous Free-Standing Thin Films for Water Purification (2009)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉
  • 学会等名: Langmuir Workshop
  • 発表場所: Melbourne Convention Centre (産業技術総合研究所)
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] Nanoporous Free-Standing Thin Films for Water Purification (2009)
  • 著者名/発表者名: Ichinose
  • 学会等名: Langmuir Workshop
  • 発表場所: 産業技術総合研究所(つくば市)
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] 無機ナノストランドを利用する高効率ナノ分離膜の製造 (2009)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会
  • 発表場所: 日本大学
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] 無機ナノストランドを利用する高効率ナノ分離膜の製造 (2009)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会
  • 発表場所: 日本大学(船橋市)
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] Ultrafast permeation of water through nanometer-thick protein membranes (2009)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉
  • 学会等名: 8th Japan-France Workshop on Nanomaterials
  • 発表場所: 物質・材料研究機構
• [学会発表] Ultrathin Nanofibrous Membranes for Water Purification (2009)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉
  • 学会等名: 9th International Symposium on Biomimetic Materials Processing (BMMP-9)
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] From Hydrated Ions To Separation Membranes (2008)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉
  • 学会等名: Japan-England FOS Symposium
  • 発表場所: 湘南国際センター
• [図書] Nanostructured Thin Films and Surfaces (Free-Standing Nanostructured Thin Films) (2009)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉
  • 出版者: Wiley-VCH
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.nims.go.jp
• [産業財産権] 濾過フィルターの製造方法及び濾過フィルター (2010)
  • 発明者名: 一ノ瀬泉、Peng Xinsheng、Ghosh Sandeep、王起峰
  • 権利者名: 物質・材料研究機構
  • 産業財産権番号: 2010-152776
  • 出願年月日: 2010-07-05
• [産業財産権] ナノカーボン膜の製造方法及びナノカーボン膜 (2009)
  • 発明者名: 一ノ瀬泉、Peng Xinsheng、佐光貞樹、Karan Santanu
  • 権利者名: 物質・材料研究機構
  • 産業財産権番号: 2010-180194
  • 出願年月日: 2009-08-11
• [産業財産権] 有機分子分離用濾過フィルター (2009)
  • 発明者名: 一ノ瀬泉、Peng Xinsheng
  • 権利者名: 物質・材料研究機構
  • 産業財産権番号: 2009-180267
  • 出願年月日: 2009-08-03
• [産業財産権] 金属酸化物ナノファイバー及びその製造方法、並びに該ナノファイバーを用いたナノ複合材料 (2009)
  • 発明者名: 国武豊喜、一ノ瀬泉
  • 権利者名: 物質・材料研究機構、一ノ瀬泉
  • 出願年月日: 2009-05-29