東大と理研、水を超高速で通すにもかかわらず塩を通さないフッ素ナノチューブを開発

発表日:2022年05月13日

水を超高速で通すにもかかわらず塩を通さないフッ素ナノチューブを開発

-次世代超高効率水処理膜の実現に向けて-

1.発表者:

伊藤 喜光（東京大学 大学院工学系研究科 化学生命工学専攻 准教授/JST さきがけ研究員）

佐藤 浩平（研究当時:東京大学 大学院工学系研究科 化学生命工学専攻 博士課程学生、現所属:東京工業大学 生命理工学院 助教）

相田 卓三（理化学研究所 創発物性科学研究センター 副センター長/東京大学卓越教授（国際高等研究所東京カレッジ））

2.発表のポイント:

◆内壁がテフロン（注1）表面のようにフッ素で密に覆われたナノチューブを超分子重合（注2）で開発した。

◆このナノチューブは塩を通さないが、これまでの目標であったアクアポリン（注3）の4500倍の速度で水を通した。

◆海水を高速で真水に変える次世代水処理膜の開発に貢献する。

3.発表概要:

持続可能な社会を実現する上で海水の淡水化は必要不可欠な課題であり、これまでさまざまな水処理膜が開発されている。しかし、地球規模の飲料水不足を解決するには、現在用いられている水処理膜の能力を破格に高める必要がある。

今回、東京大学大学院工学系研究科化学生命工学専攻の伊藤喜光准教授、佐藤浩平大学院生（研究当時）、相田卓三卓越教授（本務:理化学研究所 創発物性科学研究センター 副センター長）らの研究グループは、テフロン表面のように内壁がフッ素で密に覆われた内径0.9ナノメートル（注4）のナノチューブ（フッ素化ナノチューブ）を超分子重合により開発した。このナノチューブは塩を通さないが、これまでの目標であったアクアポリンの4500倍の速度で水を透過した。一般に高い水透過能と高い塩除去能を同時に満たすことは極めて難しいが、ここでは、密なフッ素表面が水分子の結合を切断し同時に塩化物イオン（注5）の侵入を阻止するために、これまでにない圧倒的なスピードでの塩水の脱塩が実現された。この成果は、地球規模の飲料水不足に対応するための超高速水処理膜の開発につながると期待される。

本研究成果は、2022年5月13日（米国東部夏時間）に米国科学誌「Science」のオンライン版に掲載される。

※以下は添付リリースを参照

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添付リリース

https://release.nikkei.co.jp/attach/631980/01_202205111508.pdf