論文: 非

2023 年 8 月 25 日

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サラ＝レナ・ブレンストローム著、ウメオ大学

人工膜は、ヘルスケア、エネルギー貯蔵、資源回収において重要な役割を果たしています。 ただし、製造は環境に優しいものではありません。 ウメオ大学の論文の中で、化学科の Norafiqah Ismail 氏は、コスト、持続可能性、性能の点で従来の有毒溶媒よりも優れた代替溶媒を紹介しています。

イスマイルの画期的な研究に基づいて、これまで膜製造に使用されたことのない溶媒のおかげで、より環境に優しい人工膜を製造することが可能になりました。

「これらの膜はまだ市場では入手できませんが、実験室規模で生産されています」とイスマイル氏は言う。

人工膜にはさまざまな用途があります。 人工腎臓や人工肺、さまざまな種類の電池に使用されています。 これらの適応性のある膜は、燃料電池でのエネルギー生成にも貢献し、高度なろ過によってきれいな水を確保し、二酸化炭素の分離などの効率的なガス分離を促進します。 さらに、それらは資源回収の重要な要素です。

膜はポリマー、ガラス、ゼオライト、金属、または複合材料から作ることができます。 これらの中で、手頃な価格、機械的特性、および大規模生産の容易さにより、高分子膜が主流です。

「グリーンプロセスや持続可能な開発目標に大きく貢献しているにもかかわらず、これらの素晴らしい材料の製造は環境に優しいものではありません。たとえば、膜を製造するための最も一般的な溶媒であるN-メチルピロリドン（NMP）は生殖障害を引き起こす可能性があり、 2020年5月以降、ヨーロッパでは制限されています」とイスマイル氏は言う。

さらに、フタル酸ジオクチル (DOP) などの他の最も一般的な溶媒はヒトの発がん物質として特定されており、フタル酸ジブチル (DBP) は胎児奇形を引き起こす可能性があります。 これらの有害な溶媒は人間の健康に危険をもたらすだけでなく、膜の製造中に年間 500 億リットルを超える大量の廃水を発生させ、環境破壊の一因にもなります。 したがって、環境に優しい代替溶媒の探索は非常に重要です。

新しく発表された論文の中で、イスマイル氏は膜製造の持続可能性を評価するために初めてライフサイクル評価を採用しました。 彼女の分析は、持続可能な膜生産に対する主な障害として溶媒の毒性を浮き彫りにしました。

一歩前進して、彼女は、従来の有毒な溶剤よりも安価で持続可能で、より優れた性能を備えた 3 つの溶剤ファミリーを紹介します。 これらの新しく開発された膜は、脱塩、核廃水の汚染除去、水の浄化などのさまざまな目的に使用されています。 安全で簡単にアクセスできる水を確保することは、公衆衛生を守る上で重要な役割を果たします。

「この研究は社会的な意味を持つだけでなく、特にヨーロッパで一般的に使用される溶媒の使用に課せられる制限を考慮すると、膜メーカーにとっても重要です」とイスマイル氏は言う。

詳しくは：論文: より環境に優しい溶媒を使用した持続可能な膜の製造

ウメオ大学提供