| 研究課題/領域番号 |
15K14209
|
|---|
| 研究機関 | 神奈川工科大学 |
|---|
研究代表者 |
市村 重俊 神奈川工科大学, 応用バイオ科学部, 准教授 (20333156)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| キーワード | ファウリング / MPCポリマー / 表面開始型原子移動ラジカル重合法 / シランカップリング法 |
|---|
| 研究実績の概要 |
平成27年度は、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン（MPC）ポリマーの特性を活かした新規分離膜を開発するため、表面処理の方法と処理条件の検討、作製した膜の構造評価および性能評価を行った。処理法にはシランカップリング法と表面開始型原子移動ラジカル重合(SI-ATRP)を、基材には多孔質ガラス膜とシリコンウェハーを利用した。シランカップリング法を利用した処理では、ナノレベルの細孔制御を実現するためMPCポリマー溶液にジルコニアナノ粒子を加え、ポリマー濃度、水分量、処理時間、pH、粒子濃度の影響を検討した。しかしながら、粒子担持層の薄層化と均一化が課題となり、引き続き条件の最適化が必要となった。SI-ATRP法を利用した処理では二種類の開始剤を利用した。多孔膜とシリコンウェハーのいずれの場合もFT-IRによりMPCポリマーの重合が確認できたが、多孔膜では開始剤の固定化条件の見直しが必要となった。シリコンウェハーでは、エリプソメトリーによるMPCポリマー層の厚みの評価、走査型プローブ顕微鏡による表面観察ならびに凹凸の評価から、文献値と同様の結果が得られた。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
平成27年度は分離膜開発のコンセプトを検証することを最優先課題として取り組んだが、多孔膜への表面処理条件の設定に時間を要したため、分離膜としての性能評価を十分には行うことができなかった。そのため、初年度の計画にはやや遅れが生じた。一方、次年度に予定していたSI-ATRP法を利用した表面処理については、前倒しで進めることができた。
|
| 今後の研究の推進方策 |
新規分離膜開発のコンセプトの検証を最優先に、引き続き多孔膜へのMPCポリマー処理を進める。初年度で課題の多くを明らかにすることができたため、その知見を元にさまざまな条件で膜を作製し、処理法および条件がMPCポリマー層の構造および物性、膜性能に及ぼす影響を整理する。分析は、走査型プローブ顕微鏡・走査型電子顕微鏡・エリプソメトリーによる構造評価、流動電位法による表面ゼータ電位測定、走査型プローブ顕微鏡による表面間力の評価を予定している。膜の性能（透水性と分画性）は、非荷電性の溶質を用いた透過試験により評価する。その結果を、未処理の基材、市販のUF膜、NF膜と比較しながら膜開発のコンセプトを検証する。また、操作圧力やクロスフロー流速の影響を検討することで、新規膜の分離機構の検討も計画している。また、MPCポリマーの最大の特徴である膜の耐汚染性に関する知見も適宜得る予定である。以上の結果から、最終的に、重合条件、細孔構造および物性、膜性能の関連性について系統的に評価する。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
進捗状況が当初の計画から変更になったため、主に学会発表の旅費分を次年度に繰り越すことになった。実験内容の変更にあわせて購入物品も変更した。
|
| 次年度使用額の使用計画 |
計画の変更は研究の遅れと前倒しによるものであり、研究全体としては想定の範囲内である。そのため、次年度の物品の購入、および学会発表分として利用する予定である。
|
