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2023 年度 実績報告書

病原性微生物を完全に阻止する膜の創出

研究課題

研究課題/領域番号 21H01466
配分区分補助金
研究機関長崎大学

研究代表者

藤岡 貴浩  長崎大学, 工学研究科, 教授 (20759691)

研究分担者 安浦 雅人  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (20760408)
新谷 卓司  長崎大学, 工学研究科, 客員研究員 (90607574)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
キーワード逆浸透膜 / 病原体 / 阻止性能 / 製膜 / ウイルス
研究実績の概要

本研究では、無傷の逆浸透膜であっても微生物が膜透過水側に漏洩してしまう課題に対し、逆浸透膜の繊細なポリアミド分離層の支持膜に孔径が正確にコントロールされたトラックエッチド膜を組み込み、微生物漏れのない完全阻止型の逆浸透膜を創出することを目的としている。2023年度は、ポリカーボネート製のトラックエッチド膜の生物粒子の除去性能に関する評価を行った。孔径の最適化を行った結果、0.2μmの均一な孔径を備えた市販のトラックエッチド精密濾過膜を支持層として採用した。ポリアミドスキン層は、界面重前にスピンコーターを使用して薄いm-フェニレンジアミン溶液層を作成することによって形成できることが分かった。さらに薄い溶液層はバーローラーを使って形成することも可能にした。開発した膜の中で最も高性能の逆浸透膜は、1.1L/m2hbarの純水透過性能と97%の塩除去率を示した。また、膜の物性を解析した結果、トラックエッチド膜ベースの膜のスキン層の厚さ(約31nm)が市販の逆浸透膜と同等であることを明らかにした。さらに、作製した膜による細菌サイズの粒子(0.5μmの蛍光ビーズ)の除去(8.6-log)は、逆浸透膜エレメントから取り出した市販の逆浸透膜による除去(7.8-log)よりも高くなることが分かった。一方、小さなトラックエッチド膜ベースの逆浸透膜では細菌サイズの粒子を完全に除去することはできないことも分かった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

トラックエッチド支持膜の上にポリアミド分離層を形成した逆浸透膜を用いて実際の下水を使って実証試験を行う準備が整ったため。

今後の研究の推進方策

開発した逆浸透膜と実下水を用い、トラックエッチド膜使用によるウイルスの漏洩抑制効果の影響評価を行う。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2024 2023

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

  • [雑誌論文] Development of high-integrity reverse osmosis membranes for enhanced removal of microorganisms2024

    • 著者名/発表者名
      Popova Alena、Boivin Sandrine、Shintani Takuji、Fujioka Takahiro
    • 雑誌名

      Desalination

      巻: 572 ページ: 117155~117155

    • DOI

      10.1016/j.desal.2023.117155

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 極薄の支持層を用いた正浸透膜の開発2023

    • 著者名/発表者名
      藤岡 貴浩
    • 学会等名
      第45年会・膜シンポジウム2023
  • [学会発表] Development of ultra-thin reverse osmosis and forward osmosis membranes2023

    • 著者名/発表者名
      藤岡 貴浩
    • 学会等名
      6th International Conference on Desalination using Membrane Technology (MEMDES) 2023
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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