高分子界面を利用した多成分ナノ多孔体の創製と分離機能

• 研究課題/領域番号: 26410230
• 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: 高分子・繊維材料
• 研究機関: 国立研究開発法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 佐光 貞樹 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主任研究員 (80432350)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 相分離 / 結晶化 / ナノ結晶 / メソ多孔体 / ハイブリッド材料 / ナノ粒子 / 高分子界面 / 分離機能材料 / 有機・無機ハイブリッド / 表面・界面 / 高分子構造・物性 / 高分子複合材料

研究成果の概要

これまでの高分子メソ多孔体の研究は細孔径や細孔形状の制御が主題であり、細孔骨格の材料設計は検討されていなかった。そこで、多成分の高分子複合系を骨格とするメソ多孔体を作製することを本研究の目的とした。シリカナノ粒子やカーボンブラックを均一に分散した高分子溶液を調製し、独自に開発してきた急速凍結ナノ結晶化法を用いてメソ多孔体を作製した。得られたメソ多孔質ハイブリッド材料は、高分子のナノファイバー状ネットワーク中にナノ粒子が均一に担持された独自のナノ構造を持つ。大きなメソ細孔容量（0.5 cm3/g以上）と大きな比表面積（200 m2/g以上）を兼ね備えたメソ多孔構造が実現できた。

研究成果

• [雑誌論文] Nanoprecipitation for Ultrafiltration Membranes (2015)
  • 著者名/発表者名: •Q. Wang, S. Samitsu, Y. FUJII, C. Yoshikawa, T. Miyazaki, H. Banno, I. Ichinose
  • 雑誌名: J. Polym. Sci. Pt. B-Polym. Phys. 巻: 53 号: 9 ページ: 615-620
  • DOI: 10.1002/polb.23688
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrophilic Polymer Nanofibre Networks for Rapid Removal of Aromatic Compounds from Water (2014)
  • 著者名/発表者名: Mohan Raj Krishnan, Sadaki Samitsu, Yoshihisa Fujiia and Izumi Ichinose
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: 50 号: 66 ページ: 9393-9396
  • DOI: 10.1039/c4cc01786b
  • 査読あり
• [雑誌論文] エンプラのナノ多孔化技術とオイル吸着材への展開 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐光貞樹, 藤井義久, 一ノ瀬泉
  • 雑誌名: 日本プラスチック工業連盟誌 プラスチックス 巻: 65 ページ: 68-72
  • NAID: 40020085591
• [雑誌論文] エンジニアリングプラスチックのメソ多孔体 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐光貞樹, 藤井義久, 一ノ瀬泉
  • 雑誌名: 月刊 MATERIALSTAGE 巻: 13 ページ: 60-67
  • NAID: 40020009952
• [学会発表] Flash-freezing nanocrystallization: new route for mesoporous polymers (2017)
  • 著者名/発表者名: Sadaki Samitsu
  • 学会等名: 5th NU-NIMS Materials Genome Workshop
  • 発表場所: Evanston (USA)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ポリ塩化ビニルパウダーの構造発色 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐光貞樹
  • 学会等名: 第65回高分子討論会
  • 発表場所: 神奈川大学（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] New concepts on creating nanopores: mesoporous polymers and carbon-based reverse-osmosis membranes (2016)
  • 著者名/発表者名: Sadaki Samitsu
  • 学会等名: Japan-Taiwan Joint Seminar on Energy and Environment for Young Chemists (JP-TW EEYC)
  • 発表場所: Kaohsuing (Taiwan)
  • 年月日: 2016-06-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 急速凍結過程を用いた高分子メソ多孔化法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐光貞樹, 藤井義久, 一ノ瀬泉
  • 学会等名: 第24回ポリマー材料フォーラム
  • 発表場所: タワーホール船堀
  • 年月日: 2015-11-26
• [学会発表] ナノ結晶化相分離法による高分子の多孔化技術 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐光貞樹, 藤井義久, 一ノ瀬泉
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学 川内キャンパス
  • 年月日: 2015-09-15
  • 招待講演
• [学会発表] 3D-TEM of a Newly Developed Polysulfone Nanoporous Polymer (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Minghui, S. Samitsu, I. Ichinose
  • 学会等名: NIMS Conference 2015
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2015-07-14
  • 国際学会
• [学会発表] Quantitative Analysis of a Newly Developed Polysulfone Nanoporous Polymer by Transmission Electron Microcopy Tomography (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Minghui, S. Samitsu, I. Ichinose
  • 学会等名: 2015 International Conference on Nanospace Materials
  • 発表場所: National Taiwan University
  • 年月日: 2015-06-23
  • 国際学会
• [学会発表] Nanocrystallization phase separation: fabrication methodology of mesoporous polymers (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Samitsu, Y. Fujii, I. Ichinose
  • 学会等名: Frontiers in Polymer Science 2015
  • 発表場所: Riva del Garda
  • 年月日: 2015-05-20
  • 国際学会
• [学会発表] Mesoporous polymers for gas and liquid separation applications (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Samitsu, Y. FUJII, I. Ichinose
  • 学会等名: Hybrid Materials 2015
  • 発表場所: Meliá Sitges Hotel Congress Centre,Sitges,Spain
  • 年月日: 2015-03-09 – 2015-03-13
• [学会発表] Nanocrystallization Phase Separation: New Route on Fabrication Methodology of Mesoporous Polymers (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Samitsu, M. Krishnan, Y. Fujii, I. Ichinose
  • 学会等名: The 10th SPSJ International Polymer Conference (IPC2014)
  • 発表場所: International Congress Center "EPOCAL TSUKUBA",Tsukuba,日本(Japan)
  • 年月日: 2014-12-02 – 2014-12-05
• [学会発表] ナノ粒子を含む高分子メソ多孔体の作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐光貞樹, KRISHNANMohan Raj, 藤井義久, 一ノ瀬泉
  • 学会等名: 第63回高分子討論会
  • 発表場所: 長崎大学文教キャンパス ,長崎市,日本(Japan)
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] ナノ結晶化相分離 - 高分子溶液の固液相分離における速度論 - (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐光貞樹
  • 学会等名: 第13回 関東ソフトマター研究会
  • 発表場所: 首都大学東京 南大沢キャンパス,東京都,日本(Japan)
  • 年月日: 2014-08-19
• [学会発表] Fabrication of Mesoporous Polymer Nanofibre Network: Functionalization and Their Application in Removal of Aromatic Compounds from Water (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Krishnan, S. Samitsu, Y. Fujii, I. Ichinose
  • 学会等名: NIMS Conference 2014
  • 発表場所: つくば国際会議場,つくば市,日本(Japan)
  • 年月日: 2014-07-01 – 2014-07-03
• [学会発表] ナノ結晶化相分離法を用いた高分子メソ多孔体の創製とその応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐光貞樹, 藤井義久, 一ノ瀬泉
  • 学会等名: 平成26年度繊維学会年次大会
  • 発表場所: タワーホール船堀,東京,日本(Japan)
  • 年月日: 2014-06-11 – 2014-06-13
• [学会発表] 高分子メソ多孔体からなるオイル吸着材 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐光貞樹, 藤井義久, 一ノ瀬泉
  • 学会等名: 第3回 JACI/GSCシンポジウム
  • 発表場所: 東京国際フォーラム,東京,日本(Japan)
  • 年月日: 2014-05-22 – 2014-05-23
• [図書] 多孔質フィルム／膜の製造方法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐光貞樹
  • 総ページ数: 161
  • 出版者: S&T出版
• [図書] 粉体・微粒子分析 テクニック事例集 (マイクロ・ナノ粒子のガス吸着法による比表面積評価) (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐光貞樹
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: 技術情報協会