多孔性ＤＬＣナノ薄膜を利用する創エネルギー技術の開拓

• 研究課題/領域番号: 23350105
• 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, 高分子材料ユニット, ユニット長 (50243910)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 20,020千円 (直接経費: 15,400千円、間接経費: 4,620千円); 2013年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2012年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円); 2011年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
• キーワード: DLC / 分離材料 / ナノ濾過膜 / ナノストランド / ナノ薄膜 / 浸透圧発電

研究概要

ダイヤモンド状カーボン（DLC）の高性能濾過フィルターを開発した。プラズマCVD又はスパッタ法により成膜されたDLC膜は、多孔性アルミナや適切な高分子基材を選択することで、耐有機溶媒性のナノ濾過膜としての優れた性能を示した。有機溶媒は、DLC層の内部に形成された直径1 nm以下の細孔を高速で透過し、有機溶媒の粘度に反比例して流束が大きくなった。DLC層に窒素原子を導入すると、ナノ細孔の親水性が大きく向上した。また、適切な高分子基材の選択と蒸着条件を制御することで、0.8 nm以下のナノ細孔が形成され、アゾベンゼンの阻止率が100％、塩化ナトリウムの阻止率が約90％の優れたナノ濾過膜が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] DLC濾過フィルター (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤井義久, 佐光貞樹, 一ノ瀬泉
  • 雑誌名: New Diamond 巻: 112巻 ページ: 35-37
  • 査読あり
• [雑誌論文] DLC濾過フィルター (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤井 義久
  • 雑誌名: New Diamond 巻: 112 ページ: 35-37
  • 査読あり
• [雑誌論文] 多孔性ダイヤモンド状カーボン膜の将来展望 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤井義久, 佐光貞樹, 一ノ瀬泉
  • 雑誌名: 膜(MEMBRANE) 巻: 38巻 ページ: 200-206
  • NAID: 130004780898
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrathin Free-Standing Membranes from Metal Hydroxide Nanostrands (2013)
  • 著者名/発表者名: Santanu Karan, Qifeng Wang, Sadaki Samitsu, Yoshihisa Fujii, Izumi Ichinose
  • 雑誌名: Journal of Membrane Science 巻: 448巻 ページ: 270-291
  • 査読あり
• [雑誌論文] ダイヤモンド状炭素ナノシートを介した有機溶媒の超高速粘性透過 (2013)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉
  • 雑誌名: サイエンス誌に載った日本人研究者 巻: 14
• [雑誌論文] Ultrathin free-standing membranes from metal hydroxide nanostrands (2013)
  • 著者名/発表者名: カラン サンタヌ
  • 雑誌名: Journal of Membrane Science 巻: 448 ページ: 270-291
  • DOI: 10.1016/j.memsci.2013.07.068
  • 査読あり
• [雑誌論文] 多孔性ダイヤモンド状カーボン膜の将来展望 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤井 義久
  • 雑誌名: 膜 巻: 38 ページ: 200-206
  • 査読あり
• [雑誌論文] ダイヤモンド様カーボンの高性能フィルターを開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: カランサンタヌ, 佐光貞樹, 倉嶋敬次, 一ノ瀬泉
  • 雑誌名: NIMS NOW 巻: 7巻 ページ: 11-11
• [雑誌論文] Ultrafast Viscous Permeation of Organic Solvents Through Diamond-Like Carbon Nanosheets (2012)
  • 著者名/発表者名: Santanu Karan, Sadaki Samitsu, Xinsheng Peng, Keiji Kurashima, Izumi Ichinose
  • 雑誌名: Science 巻: 335巻 ページ: 444-447
  • 査読あり
• [雑誌論文] ダイヤモンド様カーボンの高性能フィルターを開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: カラン サンタヌ
  • 雑誌名: NIMS NOW 巻: 7 ページ: 11-11
• [雑誌論文] Ultrafast Viscous Permeation of Organic Solvents Through Diamond-Like Carbon Nanosheets (2012)
  • 著者名/発表者名: Ichinose, et al
  • 雑誌名: Science 巻: 335 号: 6067 ページ: 444-449
  • DOI: 10.1126/science.1212101
  • 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: Xinsheng Peng, Izumi Ichinose
  • 雑誌名: Advanced Functional Materials 巻: 21巻 ページ: 2080-2087
  • 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: Ichinose, et al
  • 雑誌名: Advanced Functional Materials 巻: 21 号: 11 ページ: 2080-2087
  • DOI: 10.1002/adfm.201002628
  • 査読あり
• [学会発表] Somewhat Unexpected Behaviors of Liquid and Gas at the Surface of Nanoporous Separation materials (2013)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉
  • 学会等名: International Conference on Polymer Interphases
  • 発表場所: フランクフルト
• [学会発表] Polymers and Membranes for Natural Resources Development (2013)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉
  • 学会等名: German Korean Polymer Symposium
  • 発表場所: ハンブルグ大
• [学会発表] ダイヤモンド様カーボンの高速ろ過フィルター (2013)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉
  • 学会等名: 第12回国際ナノテクノロジー総合展・技術会議
  • 発表場所: 東京ビックサイト
• [学会発表] Polymers and membranes for natural resources development (2013)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬 泉
  • 学会等名: German Korean Polymer Symposium 2013
  • 発表場所: ハンブルグ大
  • 招待講演
• [学会発表] Somewhat Unexpected Behaviors of Liquid and Gas at the Surface of Nanoporous Separation Materials (2013)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬 泉
  • 学会等名: International Conference on Polymer Interphases
  • 発表場所: フランクフルト
  • 招待講演
• [学会発表] ダイヤモンド様カーボンの高速ろ過フィルター (2013)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉
  • 学会等名: 第13回国際ナノテクノロジー総合展・技術会議
  • 発表場所: 東京ビックサイト
• [学会発表] 有機溶媒耐性の高性能ろ過フィルター : 液体の高速粘性透過を世界に先駆けて実証 (2012)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉
  • 学会等名: NIMSフォーラム
  • 発表場所: 東京国際フォーラム
  • 年月日: 2012-10-25
• [学会発表] 技術革新のためのナノ分離膜の開発 : その設計原理と物理化学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉
  • 学会等名: 超分子研究会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2012-01-23
• [学会発表] 技術革新のためのナノ分離膜の開発:その設計原理と物理化学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉
  • 学会等名: 高分子学会-超分子研究会
  • 発表場所: 東京大学(東京都)(招待講演)
  • 年月日: 2012-01-23
• [学会発表] Polymers for Water and Natural Resources Development (2012)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉
  • 学会等名: Korea-Japan Joint Symposium 2012
  • 発表場所: Seoul National University
• [学会発表] 有機溶媒耐性の高性能ろ過フィルター ― 液体の高速粘性透過を世界に先駆けて実証 (2012)
  • 著者名/発表者名: 一ノ瀬泉
  • 学会等名: ＮＩＭＳフォーラム
  • 発表場所: 東京国際フォーラム
• [備考]
  • URL: http://www.nims.go.jp/units/PMU/
• [備考]
  • URL: http://www.nims.go.jp/mfo/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.nims.go.jp/news/press/2012/01/p201201270.html