分子配向が高度に制御された液晶性高分子からなる高性能気体分離膜の創製

• 研究課題/領域番号: 24560848
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 名古屋工業大学
• 研究代表者: 吉水 広明 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10240350)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2012年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 分子配向 / 液晶性高分子 / 気体分離膜 / 磁場配向 / 全芳香族ポリエステル / 拡散特性

研究成果の概要

高秩序な分子凝集構造を自発形成する液晶性高分子の磁場配向試料を調製した。具体的にはアルキル側鎖を有する全芳香族ポリエステル類で，層状またはハニカム状に凝集した分子ナノ構造を超電導磁石内で形成させた。高分子鎖が印加磁場方向と平行に並んだ配向が確認された。ハニカム構造は層状構造よりも気体拡散特性が大幅に向上した。また，気体の拡散方向が90°変化している試料も見出された。これらの成果は，「高い透過性と分離能を兼ね備えた新規高性能気体分離膜の創製」が可能であることを証明するものである。

研究成果

• [雑誌論文] 鎖長の異なるアルキル側鎖を有する液晶性コポリエステルが形成する層状構造の磁場配向と気体拡散特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉水 広明, 傘 俊人
  • 雑誌名: 高分子論文集 巻: 71 号: 7 ページ: 325-333
  • DOI: 10.1295/koron.71.325
  • NAID: 130004793169
  • ISSN: 0386-2186, 1881-5685
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 配向制御されたポリ4-メチル-1-ペンテン結晶相における気体輸送特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉水 広明, 奥村 祐生
  • 雑誌名: 高分子論文集 巻: 71 号: 11 ページ: 601-607
  • DOI: 10.1295/koron.71.601
  • NAID: 130004705559
  • ISSN: 0386-2186, 1881-5685
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 種々のガラス状態にあるポリフェニレンオキサイドにおける気体の拡散特性のNMR法による評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉水 広明, 岡澤 誠裕, 神野 哲史, 浅野 朋子, 鈴木 智幸
  • 雑誌名: 高分子論文集 巻: 69 号: 7 ページ: 424-434
  • DOI: 10.1295/koron.69.424
  • NAID: 10030932472
  • ISSN: 0386-2186, 1881-5685
  • 査読あり
• [学会発表] 液晶性ポリエステルの気体収着に伴う分子運動性変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山内 雅弘，吉水 広明
  • 学会等名: 第52回 高分子と水に関する討論会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2014-12-09
• [学会発表] 液晶性ポリエステルの気体輸送特性と局所分子運動性に関するNMR法による研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山内 雅弘，吉水 広明
  • 学会等名: 膜シンポジウム 2014
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2014-11-26 – 2014-11-27
• [学会発表] 気体の収着による液晶性ポリエステルの局所分子運動性変化のNMR法による観察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山内 雅弘，吉水 広明
  • 学会等名: 第53回NMR討論会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2014-11-04 – 2014-11-06
• [学会発表] 高分子中に収着した気体のNMRスペクトル観察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉水広明
  • 学会等名: 第19回 高分子分析討論会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2014-10-16 – 2014-10-17
• [学会発表] An NMR observation on gas-sorption induced molecular motion change of the alkyl side chains in layered structure of liquid crystalline polyester (2014)
  • 著者名/発表者名: 山内 雅弘，吉水 広明
  • 学会等名: 繊維科学とテクノロジーに関する国際シンポジウム（ISF2014）
  • 発表場所: 東京ファッショタウンビル
  • 年月日: 2014-09-29 – 2014-10-01
• [学会発表] 液晶性ポリエステルが形成する層状構造の詳細とその気体拡散特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉水広明
  • 学会等名: 第52回高分子材料自由討論会
  • 発表場所: 石和温泉 華やぎの章 慶山
  • 年月日: 2014-06-22 – 2014-06-24
  • 招待講演
• [学会発表] 気体分離素材の提案Ⅰ－液晶性ポリエステルの磁場配向構造と気体輸送特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 浅沼諒太，吉水広明
  • 学会等名: 第63回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2014-05-28 – 2014-05-30
• [学会発表] 液晶性ポリエステルの気体収着による局所分子運動性変化のNMR観察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山内 雅弘，吉水 広明
  • 学会等名: 第63回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2014-05-28 – 2014-05-30
• [学会発表] 液晶性ポリエステルが形成する層状構造における気体収着に伴う側鎖の分子運動性変化に関するNMR研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山内 雅弘，吉水 広明
  • 学会等名: 14-1NMR研究会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2014-05-16
• [学会発表] 側鎖炭素数が6である液晶性ポリエステルが形成する層状構造とその気体輸送特性の特徴 (2014)
  • 著者名/発表者名: 浅沼諒太，吉水広明
  • 学会等名: 日本膜学会第３６年会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2014-05-12 – 2014-05-13
• [学会発表] 気体の収着による高分子の局所分子運動性変化のNMR法による観察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山内雅弘，神谷佳世，吉水広明
  • 学会等名: 13-1 NMR研究会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] アルキル側鎖を有する液晶性ポリエステルの磁場配向構造の固体13C NMR法による研究II (2013)
  • 著者名/発表者名: 浅沼諒太，吉水広明
  • 学会等名: 13-1 NMR研究会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] 液晶性ポリエステル，B-C14における局所分子運動性と気体収着特性に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山内雅弘，吉水広明
  • 学会等名: 第62回高分子年次大会
  • 発表場所: 京都国際会館
• [学会発表] 液晶性ポリエステル磁場配向膜の構造と気体輸送特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浅沼諒太，吉水広明
  • 学会等名: 第62回高分子年次大会
  • 発表場所: 京都国際会館
• [学会発表] アルキル側鎖を有する液晶性ポリエステルが形成する層状構造における気体収着特性と分子運動性変化に関するNMR法による研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山内雅弘，吉水広明
  • 学会等名: 平成25年度繊維学会年次大会
  • 発表場所: タワーホール船堀
• [学会発表] サーモトロピック液晶性ポリエステルを用いた磁場配向膜の構造と気体拡散特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浅沼諒太，吉水広明
  • 学会等名: 平成25年度繊維学会年次大会
  • 発表場所: タワーホール船堀
• [学会発表] 液晶性ポリエステル, B-C14における局所分子運動性と気体収着特性に関するNMR法による研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山内雅弘，吉水広明
  • 学会等名: 平成25年度繊維学会秋季研究発表会
  • 発表場所: 豊田工業大学
• [学会発表] 層状構造を形成する液晶性ポリエステルを用いた磁場配向膜の構造と気体拡散特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浅沼諒太，吉水広明
  • 学会等名: 平成25年度繊維学会秋季研究発表会
  • 発表場所: 豊田工業大学
• [学会発表] 液晶性高分子の磁場配向過程のNMR観察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉水広明
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢大学角間キャンパス
  • 招待講演
• [学会発表] アルキル側鎖を有する液晶性ポリエステルにおける気体収着測定と局所分子運動性に関するNMR法による研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山内雅弘，吉水広明
  • 学会等名: 第52回NMR討論会
  • 発表場所: 石川県立音楽堂
• [学会発表] 層状構造を形成する液晶性ポリエステルの磁場配向膜の構造と気体拡散特性のNMR法による研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浅沼諒太，吉水広明
  • 学会等名: 第52回NMR討論会
  • 発表場所: 石川県立音楽堂
• [学会発表] 液晶性ポリエステルにおける局所分子運動と気体収着に関するNMR法による研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山内雅弘，吉水広明
  • 学会等名: 第51回高分子と水に関する討論会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] 液晶性全芳香族ポリエステル膜の気体拡散異方性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浅沼諒太，吉水広明
  • 学会等名: 第51回高分子と水に関する討論会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] 層状構造を形成する液晶性ポリエステルの磁場配向膜の局所分子運動と気体拡散特性のNMR法による研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浅沼諒太，吉水広明
  • 学会等名: 第27回東海支部若手繊維研究会
  • 発表場所: 豊田工業大学
• [学会発表] アルキル側鎖を有する液晶性ポリエステルの磁場配向構造と気体拡散特性に関するNMR法による研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浅沼諒太，小島淳，吉水広明
  • 学会等名: 第61回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] アルキル側鎖を有する液晶性ポリエステルが形成する層状構造の磁場配向制御と気体拡散異方性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浅沼諒太，吉水広明
  • 学会等名: 平成24年度繊維学会年次大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Magnetically Oriented the Layer Structure of Liquid Crystalline Aromatic Polyester with n-alkyl Side Chains and Its Gas Diffusion Properties as studied by NMR methods (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki YOSHIMIZU, Jun KOJIMA, Ryota ASANUMA
  • 学会等名: The 7th Conference of Aseanian Membrane Society
  • 発表場所: Busan, Korea
• [学会発表] アルキル側鎖を有する液晶性ポリエステル, B-C10及びB-C6の磁場配向制御と気体輸送特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浅沼諒太，吉水広明
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 液晶性全芳香族ポリエステル膜の磁場配向構造の固体#U13#URC NMRによる研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浅沼諒太，吉水広明
  • 学会等名: 膜シンポジウム２０１２
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] 液晶性全芳香族ポリエステル膜の磁場配向構造と気体輸送特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浅沼諒太，吉水広明
  • 学会等名: 第50 回高分子と水に関する討論会
  • 発表場所: 東京
• [図書] IR分析テクニック事例集 (2013)
  • 著者名/発表者名: 戸高宗一郎企画編集
  • 総ページ数: 785
  • 出版者: 技術情報協会