カーボンベースのナノ構造膜:逆浸透性能に及ぼす窒素ドープの影響
Nanostructured carbon-based membranes: nitrogen doping effects on reverse osmosis performance
2016年4月1日 NPG Asia Materials 8, e4 (2016) doi:10.1038/am.2016.27
浄化: 脱塩機能を持つナノ構造膜
非常に薄くて柔軟なカーボンベースの脱塩膜によって、高透水量で最大96%の不純物塩を除去することができた。アモルファスカーボン薄膜は、ダイヤモンドに似た化学結合とグラファイトに似た化学結合が混在しているため、半導体やデザイナーコーティングに魅力的な用途が生まれている。今回、信州大学の遠藤守信たちによって、水処理用のアモルファスカーボン膜に特殊なナノ構造を持たせる手法が開発された。チームは、アルゴン、窒素、メタンの混合ガスを用いて、高速高出力プラズマ技術を利用したスパッタ法で、多孔性ポリマー限外ろ過膜上にカーボン層を形成した。今回の簡便でスケーラブルな手法によって、特にアモルファスカーボン構造に窒素ドーパントが組み込まれたときに、脱塩率の高い丈夫な膜が得られることが、脱塩試験で明らかになった。
Purification: nanostructured membranes are worth their salt
An ultrathin and flexible carbon-based membrane for desalination can reject up to 96% of salt impurities with high flow rates. Amorphous carbon thin films have a mix of diamond-like and graphite-like chemical bonds that give rise to intriguing applications in semiconductors and designer coatings. Now, Morinobu Endo of Shinshu University in Japan and colleagues has developed a procedure to induce special nanostructure into amorphous carbon membranes for use in water treatment. The team formed sputtered carbon layers by using a mixture of argon, nitrogen and methane gases onto a porous ultrafiltration polymer film using a rapid, high-powered plasma technique. Desalination tests showed that this simple and scalable technique produced robust membranes with high salt rejection rates, particularly when nitrogen dopants were incorporated into the amorphous carbon structure.
