分子キャビティーの高度制御によるスマートメンブレンの創成

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13133101
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (B)
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 辻田 義治 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (70016591)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 白井 汪芳 信州大学, 繊維学部, 教授 (80021153) ; 岡本 佳男 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60029501) ; 梶山 千里 九州大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60037976) ; 安藤 勲 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (20016637) ; 讃井 浩平 上智大学, 理工学部, 教授 (30053664)
• Keywords: 膜分離 / スマートメンブレン / 分子キャビティー / 分子認識 / 光学分割 / 磁場勾配NMR法 / MD計算 / メゾフェイズ膜

Research Abstract

高分子膜による高効率な分離技術、即ち省エネルギー・環境問題等を解決する為に必要とされる、生命体を構成する諸物質(いわゆる生体高分子)の分子認識能を規範とした、化合物の形状やサイズをより正確に認識でき、且つ透過性の大きな新規高分子膜による高度な分離手法の確立を目指し、分子キャビティーを高度に制御・配列させた全く新しいタイプのスマートメンブレンを創成する為の研究体制並びに計画を立ち上げた。具体的には、総括班並びに4つの研究項目班;(A班)「スマートメンブレンの創成」、(B班)「スマートメンブレンのキャラクタリゼーション」、(C班)「シミュレーションによるスマートメンブレンの分子設計と機能予測」、(D班)「スマートメンブレンの分離性能と評価」、からなる研究体制を組織し、総括班・全体会議を開催して研究計画を練り上げた。本年度の各研究項目班の成果は大要以下の通りで、その詳細は第一回公開シンポジウム及び研究成果報告会で公表した。A班:種々の光学活性基を分子認識部位として用いた分子キャビティーを有するスマートメンブレンを創成し、アミノ酸などの光学異性体や医農薬の光学分割を実現した。B班:ゲル中の溶媒およびプローブ高分子の拡散過程を観測するために、700-2000G/cmの磁場勾配を発生できる磁場勾配NMRプローブを試作し、世界に先だって高分子ゲル中におけるプローブ高分子の拡散過程を研究した。C班:計算機シミュレーションを用いて、膜構造の構築、分子構造の解明、気体透過性、低分子の溶解度等の研究を行い、実験的にA班やD班で進められている高分子を例として、そのモデリングとMD計算を行った。D班:シンジオタクチックポリスチレン(sPS)を用い、メゾフェイズ含有sPS膜の調製方法を検討した結果、二段階抽出法がメゾフェイズ構造の調製に有効であった。またこの膜は各種有機溶媒に対し選択収着性を示した。

Research Products

• [Publications] Y.Takeoka, K Asai, M.Rikukawa, K sanui: "Incorporaion of Conjugated Polydiacetylene Systems into Organic-inorganic Quantum-well Structures"Chem. Commun.. 2592-2593 (2001)
• [Publications] A.Higuchi, B.O.Yoon, T.Asano, K.Nakagawa, S.Miki, M.Hara, Z.He, I.Pinnau: "Separation of Endocrine Disruptors from Aqueous Solutions by Pervaporation"J. Membrane Science. 198. 311-320 (2002)
• [Publications] Y.Hotta, I.Ando: "A Study or shrinkage process or polymer gel under electric field1 ^1H NMR imaging method using an NMR cell with thin platinum electrodes"J. Molecular Structure. 602-603. 165-170 (2002)
• [Publications] Y.Yin, C.Zhao, S.Kuroki, I.Ando: "Diffusion of rodlike polypeptides with different main-chain length in the themotropic liquid crystalline state as studied by the field-gradient ^1H NMR method"Macuromolecules. 35. 2335-2338 (2002)
• [Publications] T.Uragami, H.Yamada, T.Miyata: "Removal or dilute volatile organic compounds in water through graft copolymer membranes consisting of poly(alkymenthacrylate) and poly(dimethylsiloxane) by pervaporation and their membrane morphology"J. Membrane Science. 187. 255-269 (2001)
• [Publications] M.Sivakumar, Y.Yamamoto, D.Amuthrani, Y.Tsujita, H.Yoshimizu, T.Kinoshita: "Study on d-form Complex in Syndiotactic Polystyrene-Organic Molecules System : I.Preferential Complexation of Xylene Isomers"Macromol. Rapid. Commun.. 23. 77-79 (2002)