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淡水化のための新規透過膜の構造に関する分子論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 25630070
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 熱工学
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

泰岡 顕治  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40306874)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード分子動力学シミュレーション / 淡水化 / カーボンナノチューブ / アクアポリン / 分子動力学 / 水 / 水/メタノール混合系 / 水/エタノール混合系 / 分子シミュレーション / 揺らぎ / 電場
研究成果の概要

細胞の内外を分ける細胞膜内に存在するタンパク質であるアクアポリンは,水分子のみを透過する特殊な分子である.この分子の特徴を研究し,カーボンナノチューブを用いて淡水化のための新規透過膜について研究を行った.アクアポリン内部のアミノ酸間の距離のゆらぎを解析した結果,1/fゆらぎであることを示した.またカーボンナノチューブを用いた系においては,電場を印可することにより水のみの系ではカーボンナノチューブ内に螺旋状の氷構造ができることがわかった.水/アルコール混合系に電場を印可した際には,水分子のみがカーボンナノチューブ内に存在し,水とアルコールの分離を行うことに成功した.

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Water-methanol separation with carbon nanotubes and electric fields2015

    • 著者名/発表者名
      Winarto, Daisuke Takaiwa, Eiji Yamamoto, and Kenji Yasuoka
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 7 号: 29 ページ: 12659-12665

    • DOI

      10.1039/c5nr02182k

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structures of water molecules in carbon nanotubes under electric fields2015

    • 著者名/発表者名
      Winarto, Daisuke Takaiwa, Eiji Yamamoto, and Kenji Yasuoka
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys.

      巻: 142 号: 12

    • DOI

      10.1063/1.4914462

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Origin of 1/f Noise in Hydration Dynamics on Lipid Membrane Surfaces2015

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, E., Akimoto, T., Yasui, M., and Yasuoka, K.
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 5 号: 1 ページ: 8876-8876

    • DOI

      10.1038/srep08876

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 1/f fluctuations of amino acids regulate water transportation in aquaporin 12014

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, E., Akimoto, T., Hirano, Y., Yasui M., and Yasuoka K.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E

      巻: 89 号: 2

    • DOI

      10.1103/physreve.89.022718

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Effect of electric field on water molecules confined in carbon nanotubes2015

    • 著者名/発表者名
      Winarto, Takaiwa, D., Yamamoto, E. and Yasuoka, K.,
    • 学会等名
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2015)
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center (Honolulu,USA)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structures of water molecules in carbon nanotubes induced with electric field and its application for water-alcohol separation2015

    • 著者名/発表者名
      Winarto, Takaiwa, D., Yamamoto, E. and Yasuoka, K.,
    • 学会等名
      International Conference on Mechanical and Manufacturing Engineering (ICMME)
    • 発表場所
      Eastparc Hotel (Yogyakarta, Indonesia)
    • 年月日
      2015-11-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation of ordered structures of water in carbon nanotubes with electric fields2015

    • 著者名/発表者名
      Winarto, Takaiwa, D., Yamamoto, E. and Yasuoka, K.,
    • 学会等名
      International Symposium on Current Progress in Mathematics and Sciences (ISCPMS)
    • 発表場所
      Margo Hotel Depok (Depok, Indonesia)
    • 年月日
      2015-11-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Water confined in carbon nanotubes under the influence of electric fields for water-alcohol separation2015

    • 著者名/発表者名
      Winarto, Takaiwa, D., Yamamoto, E. and Yasuoka, K.
    • 学会等名
      4th IGER International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems
    • 発表場所
      Nagoya University (Nagoya, Japan)
    • 年月日
      2015-08-31
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preferential Adsorption of Water-Methanol Mixture in Carbon Nanotubes with Eletric Field2015

    • 著者名/発表者名
      Winarto, Takaiwa, D., Yamamoto, E. and Yasuoka, K.
    • 学会等名
      5th International Symposium on Micro and Nano Technology
    • 発表場所
      University of Calgary (Calgary, Canada)
    • 年月日
      2015-05-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Water molecules structure confined in carbon nanotube and electric field and its separation effect2015

    • 著者名/発表者名
      Winarto, Takaiwa, D., Yamamoto, E., and Yasuoka, K.
    • 学会等名
      International Workshop on Extended-nano Fluidics (IWENF2015)
    • 発表場所
      東京大学(東京,文京区)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Origin of 1/f fluctuations of number of water molecules on lipid membrane surfaces2014

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, E., Akimoto, T., Yasui, M., and Yasuoka, K.
    • 学会等名
      International Symposium on Extended Molecular Dynamics and Enhanced Sampling:Nosé Dynamics 30 Years (NOSE30)
    • 発表場所
      慶應義塾大学(東京,港区)
    • 年月日
      2014-11-10 – 2014-11-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Preference of Water and Methanol Molecules Flowing into Carbon Nanotubes under Influence of Electric Field2014

    • 著者名/発表者名
      Winarto, Takaiwa, D., Yamamoto, E., and Yasuoka, K.
    • 学会等名
      International Symposium on Extended Molecular Dynamics and Enhanced Sampling:Nosé Dynamics 30 Years (NOSE30)
    • 発表場所
      慶應義塾大学(東京,港区)
    • 年月日
      2014-11-10 – 2014-11-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 1/f noise in hydration dynamics on lipid membrane surfaces2014

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, E., Akimoto, T., Yasui, M., Yasuoka, K.
    • 学会等名
      Molecular Simulation Studies in Material and Biological Sciences
    • 発表場所
      モスクワ(ロシア)
    • 年月日
      2014-09-20 – 2014-09-22
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 1/f fluctuations of amino acids generate non-Poisson water transportation in AQP12014

    • 著者名/発表者名
      Eiji Yamamoto, Takuma Akimoto, Yoshinori Hirano, Masato Yasui, and Kenji Yasuoka
    • 学会等名
      Biophysical Society 58th Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Molecular Dynamics Simulation on Conformational Fluctuation and Water Transport within AQP12013

    • 著者名/発表者名
      Eiji Yamamoto, Takuma Akimoto, Yoshinori Hirano, Masato Yasui, and Kenji Yasuoka
    • 学会等名
      3rd International Conference on Molecular Simulation (ICMS2013)
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Water Transportation in Aquaporin-1 Follows non-Poisson Statics2013

    • 著者名/発表者名
      Eiji Yamamoto, Takuma Akimoto, Yoshinori Hirano, Masato Yasui, and Kenji Yasuoka,
    • 学会等名
      1st International Symposium on Computational Materials and Biological Sciences
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] アクアポリン内部の水分子透過に関する分子シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      山本詠士, 秋元琢磨, 平野秀典, 安井正人, 泰岡顕治
    • 学会等名
      第51回生物物理学会年会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Study of Water-Methanol Mixture Flowing into Carbon Nanotubes with Molecular Dynamics Simulation: Effect of Electric Field2013

    • 著者名/発表者名
      Winarto, Daisuke Takaiwa, Eiji Yamamoto, Takuma Akimoto, Kenji Yasuoka
    • 学会等名
      3rd International Conference on Molecular Simulation (ICMS2013)
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Study of water-methanol mixture flowing through carbon nanotubes with molecular dynamics simulation2013

    • 著者名/発表者名
      Winarto, Daisuke Takaiwa, Eiji Yamamoto, Takuma Akimoto, Kenji Yasuoka
    • 学会等名
      1st International Symposium on Computational Materials and Biological Sciences
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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