ナノ細孔内部の分子・イオンの移動現象の解析と制御

• 研究課題/領域番号: 23360092
• 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: 熱工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 大宮司 啓文 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10302754)
• 研究協力者: 遠藤 明 産業技術総合研究所, 環境化学技術研究部門, グループ長
• 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: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円); 2013年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2012年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2011年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
• キーワード: マイクロ・ナノスケール物質移動 / 流体 / 化学物理 / 化学工学 / ナノ流体力学 / 物質移動

研究概要

近年のナノスケールの流体システムに関する材料合成，実験計測，理論解析技術の進歩は10ナノメートルより小さい流路内部のイオン移動を体系的に研究することを可能にしている．このように小さな系では，大きな系では見られないような特異なイオン移動現象が見られる．10ナノメートよりも小さい流路におけるイオン移動の研究は，細胞におけるタンパク質のイオンチャネルを模倣するような人工イオンチャネルを探索したり，高エネルギー密度の燃料電池におけるプロトン交換膜を探索したりする機会を提供する．この研究では，規則的な細孔構造をもつメソポーラスシリカ内部を流れるイオン流について実験計測と理論解析を行った．

研究成果

• [雑誌論文] Ion transport in sub-10 nm Nanofluidic channels - Synthesis, measurement and modeling (2014)
  • 著者名/発表者名: Junho Hwang and Hirofumi Daiguji
  • 雑誌名: Israel Journal of Chemistry 巻: 54
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proton transport in mesoporous silica SBA-16 thin films with three dimensional cubic structures (2013)
  • 著者名/発表者名: Junho Hwang and Hirofumi Daiguji
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 29 ページ: 2406-2411
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proton transport in mesoporous silica SBA-16 thin films sith three dimensional cubic structures (2013)
  • 著者名/発表者名: Junho Hwang, Hirofumi Daiguji
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 29 号: 7 ページ: 2406-2411
  • DOI: 10.1021/la304423p
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ion transport in mesoporous silica SBA-16 thin films with 3D cubic structures (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Daiguji, Junho Hwang, Asuka Takahashi, Sho Kataoka and Akira Endo
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 28 ページ: 2671-3677
  • 査読あり
• [学会発表] Ion and proton transport in mesoporous silica SBA-16 thin films with three dimensional cubic structures (2013)
  • 著者名/発表者名: Junho Hwang and Hirofumi Daiguji
  • 学会等名: ASME 11th International Conference on Nanochannels, Microchannels and Minichannels (ICNMM2013)
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 2013-06-19
• [学会発表] Ion and proton transport in mesoporous silica SBA-16 thin films with three dimensional cubic structures (2013)
  • 著者名/発表者名: Junho Hwang and Hirofumi Daiguji
  • 学会等名: ASME Eleventh International Conference on Nanochannels, Microchannels and Minichannels
  • 発表場所: Hokkaido University, Hokkaido
• [学会発表] メソポーラスシリカ薄膜内部のイオン移動現象 (2013)
  • 著者名/発表者名: ファン ジュンホ，庄司 直子，大宮司 啓文，遠藤 明
  • 学会等名: 第50回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: ウェスティンホテル仙台，宮城
• [学会発表] メソポーラスシリカ薄膜の細孔構造制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 庄司 直子，ファン ジュンホ，大宮司 啓文，遠藤 明
  • 学会等名: 熱工学コンファレンス2013
  • 発表場所: 弘前大学，青森
• [学会発表] Ion transport in mesoporous silica SBA-16 thin films with 3D cubic structures (2012)
  • 著者名/発表者名: Junho Hwang and Hirofumi Daiguji
  • 学会等名: 7th US-Japan Joint Seminar on Nanoscale Transport Phenomena -Science and Engineering
  • 発表場所: Shima, Japan
  • 年月日: 2012-12-12
• [学会発表] Transport and adsorption phenomena in mesoporous silica (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Daiguji
  • 学会等名: ASME 10th International Conference on Nanochannels, Microchannels and Minichannels (ICNMM2013)
  • 発表場所: Rio Grande, Puerto Rico
  • 年月日: 2012-07-10
• [学会発表] Transport and adsorption phenomena in mesoporous silica (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Daiguji
  • 学会等名: 10th ASME International Conference on Nanochannels, Microchannels and Minichannels
  • 発表場所: Rio Grande, Puerto Rico
  • 招待講演
• [学会発表] 3次元細孔構造をもつSBA-16薄膜内部のプロトン移動現象 (2012)
  • 著者名/発表者名: 黄晙浩，大宮司啓文，片岡祥，遠藤明
  • 学会等名: 日本機械学会熱工学コンファレンス2012
  • 発表場所: 熊本大学、熊本
• [学会発表] 引き上げ速度によるSBA-15薄膜の構造制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 庄司直子，黄晙浩，中山大輔，大宮司啓文
  • 学会等名: 日本機械学会熱工学コンファレンス2012
  • 発表場所: 熊本大学、熊本
• [学会発表] 3次元細孔構造をもつSBA-16薄膜内部のイオン移動現象 (2012)
  • 著者名/発表者名: 黄晙浩，大宮司啓文，片岡祥，遠藤明
  • 学会等名: 第49回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 富山国際会議場、富山
• [学会発表] Transport and adsorption phenomena in mesoporous silica (2011)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Daiguji
  • 学会等名: 7th US-Japan Joint Seminar on Nanoscale Transport Phenomena-Science and Engineering
  • 発表場所: Hotel Kintetsu Aquavilla Ise-Shima(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-13