2018 年度研究成果報告書

ナノ細孔構造の精密設計に基づく高選択分離膜の創出

研究課題

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研究課題/領域番号	16K05926
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	三重大学
研究代表者	藤井義久三重大学, 工学研究科, 准教授 (70578062)
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード	カーボン / 分離膜 / ナノ薄膜 / 構造・物性 / 傾斜構造膜
研究成果の概要	石油・化学関連産業において分離精製を目的とする蒸留プロセスにおけるエネルギー損失は大きく、地球温暖化防止の観点からも、近年、相変化を伴わない膜分離プロセスが大規模な省エネルギー化を達成しうる有力な候補として注目されている。これまで、ナノ細孔を介した分離メカニズムの解明はゼオライトなど「硬い孔」を有する無機系材料を中心に展開されてきたが、高分子膜などの「柔らかい孔」を有する材料については未解決のままであった。そこで本申請課題では、高分子材料学の観点から揺らぎを持った動的な「柔らかい孔」をナノレベルで精密に設計し、動的ナノ空間における液体透過メカニズムの解明を行った。
自由記述の分野	高分子構造・物性、薄膜
研究成果の学術的意義や社会的意義	ナノ細孔構造の精密設計に基づく高選択分離膜の創出は、「材料の構造・物性解析」と「新材料開発」および「ナノサイズにける高分子の物質透過」という新しい領域の組み合わせにより初めて実現可能である。また、動的ナノ細孔の精密設計の応用展開を分離材料に設定しているが、その基礎学理は、ほとんどの材料に応用可能であり、得られる成果は材料科学分野へ学術的に寄与する。さらに、社会的には、省エネルギー性に優れる次世代高速液相分離プロセスの普及が予想される。