Home広島大学では、「特に優れた研究を行う教授職（DP：Distinguished Professor）及び若手教員（DR：Distinguished Researcher）」の認定制度を2013年2月1日に創設しました。DPは重点的課題に取り組むべき研究を行う特に優れた教授職、DRは将来DPとして活躍しうる若手人材として、研究活動を行っています。
自然环境においては、海水は塩が水と混合しており、天然ガス田では二酸化炭素とメタンが混合しています。化学反応で有用物质を製造するときも，分子混合物が形成されるのは一般的なことです。例えば、肥料や家庭用の洗剤などの製造に使われるアンモニアは、その合成する际の反応原料である水素や窒素との混合物として得られます。このような混合物の中で、有用な物质は通常1种类のみですが、分子のような小さなサイズの目的物质を不要な分子から分离すのは容易なことではありません。そこで、必要とする分子のみを通すフィルターを作ろうとするのが、膜分离のアプローチです。都留稔了教授は分离工学研究室のリーダーとして、分子を分离する膜の设计、作製、膜の新しい构造や新しい材料の分析，さらには分离プロセスへの応用など、膜分离のあらゆる过程の研究に携わっています。
都留教授は広岛大学大学院先进理工系科学研究科で分离工学研究室のリーダーを务めています。
第1层：多孔质支持层（はじめに）
膜研究の目的は、“どうしたらある分子を他の分子から分离できるか？”というシンプルなものです。しかし、実际にこの目的を実现する膜を作るのは容易でなく、その过程では环境、医学、工业分野での応用、分离する分子の基本的な特性、膜材料の化学特性、膜製造コストなど、多くの问题を考虑する必要があります。
都留教授が、膜モジュール内に装着された膜が、どのように脱塩を行うか説明します。膜は広岛大学の教授の研究室で开発されました。
都留教授が膜を使って解决に取り组んできた问题のひとつが、海水からの饮料水の製造です。従来、海水から塩を取り除くには、水を蒸発させる方法がとられてきました。海水を沸腾させると塩は容器に残り、真水となった水蒸気を冷却回収することで饮み水にできます。しかし、この方法は効率が悪く、大规模な工业的製造には向きませんでした。バクテリア耐性があり、必要な时に洗浄もできる海水脱塩膜があれば、実际的な解决策となります。都留教授の研究室では海水淡水化膜の性能向上と、工业的に十分な机能を発挥できる膜の开発を通して、世界の水不足の解决に贡献することを目指してきました。
都留教授の研究室が脱塩および他の応用分野に开発した膜は、3层の构造からなります。下の2层は多孔质支持层および中间层で、膜全体の构造を维持します。一番上の层は分离层で、不要な分子の侵入を阻止できる细孔を持ちます。この分离层の厚さは、通常100ナノメートル以下です。この基本构造を持つ薄いフィルム状の膜は、材料や孔径をコントロールすることで様々な混合物を分离することができるようになります。都留教授によると、20年前は无机材料で膜を作る技术が十分ではなく、膜素材のほとんど有机材料のみだったそうです。
「现在では有机物と无机物のハイブリッド材料で、より优れた膜を作製できます。楽しいですね」と都留教授は笑います。
第２层：中间层（深く、広く考える）
都留教授は东京大学で学士号と修士号を取得しましたが、学生が都留教授ひとりであったという小さな研究室で研究を行いました。「研究者としてやっていく人生はとても厳しそうで、优れた研究结果を出す自信がありませんでした」と教授は当时について语ります。
しかし、その不安は修士学生としての最后の学期に変わることになります。ある良好な研究结果が自信につながり、新しい発见をすることに対する情热が沸いてきました。けれど、その时点では既に就职が决まっており、1985年から1987年までの２年半勤务しました。しかし会社员として仕事をしている间も研究に対する兴味が消えることはなく、东京大学に戻って工学博士号を取得する机会が访れた时、都留教授はためらわずに戻る决心をしました。
「学问の世界に戻ることは挑戦的で简単でないことを分かっていましたが、研究者になる决心をしました。良い决断をしたと思います。」と都留教授は笑います。「ただ、时々思うのですが、私はたとえ公司に残っていたとしても，同じことを言ったと思います。私は化学工学者で、化学工学の仕事が好きですから」
现在（インタビュー当时）、都留教授は広岛大学で、教员3名と研究员2名、博士研究员4名，大学院生11名および学部4年生6名が所属する分离工学研究室を牵引しています（2021年12月现在）。工学研究科の建物内は白壁に整然とブルーのドアが并んでいますが，それとは対照的に，研究室内は実験装置と学生で隙间もありません。
都留教授は、「私の研究室は4つの阶にまたがっているので、実験や学生や共同研究者とのミーティングなどで动いていると、いい运动になります」と言いながら、研究室のメンバーが管状の膜を作製する実験室に向かいました。
都留教授が、管状膜がどのように海水から饮料水を生成するか説明します。工业的な脱塩では温度が一定に保たれるため、教授の実験室ではその状态を再现し、温度制御された水タンクで実験を行います。
実験室で都留教授が差し出した膜は、细いガラス管に接続された太い白い筒状のものでした。円盘状ではなく管状の膜として作製されており、白い部分が分离膜で、管状膜の両端にガラス管が接続されています。この设计により、効率的な脱塩実験が可能になりました。円盘状の膜を用いる代わりに、円筒状膜モジュールに管状膜を装着し、膜モジュールに圧力をかけると、膜を通过した纯水が管状膜内侧に押し出されます。
これまでにいくつもの研究を成功させてきたこの革新的な思考は、都留教授の学生へのアドバイスに现れています。
「学生にはいつも、『深く、広く、素早く考えなさい。そして行动に移りなさい』と言います」
第3层：分离层（おわりに）
都留教授の研究アイデアは、膜の作製だけでなく、自身や他の研究者の作製した膜の新しい评価方法の开発にもつながりました。膜の细孔径は光の波长と同じ単位である“オングストローム”を使って测ります。ナノ多孔性膜の分离层の细孔径は直径3～4オングストローム（0.3～0.4ナノメートル）です。この孔径は、走査电子顕微镜でも认识できないほど极小で、作製した膜の孔径が意図したサイズであるかどうか确认するのが难しいという问题がありました。そこで都留教授は、ナノパームポロメトリー（苍补苍辞辫别谤尘辫辞谤辞尘别迟谤测：狈笔笔）をいう手法を使った膜の孔径を测定する装置を考案しました。“苍补苍辞“はサイズ、“辫别谤尘”は膜を透过（辫别谤尘别补迟别）、“辫辞谤辞尘别迟谤测”は细孔サイズを计测する手法を指します。
分离膜の细孔などの狭い空间では、広い空间に比べて低い蒸気圧で蒸気から液体への凝缩が起こり，その凝缩する蒸気圧は细孔径から计算できます。気体と蒸気成分が膜を透过する时，凝缩した液体が细孔をふさぐと、膜を通过する気体がその分少ないことになります。
狈笔笔装置で空気などの気体成分と蒸気成分との混合気体を、蒸気圧を変えながら膜に供给し、膜を透过する気体量を计测します。ある特定の蒸気圧下で膜透过する気体量を计算することにより、特定の细孔径を持つ细孔数が分かります。もし细孔がすべて同じサイズであれば、特有の蒸気圧ですべての孔は凝缩液でふさがれ、空気がまったく通过しなくなるはずです。
「当初は、自分がどのような膜を作製しているのか理解するための计测器を作るつもりでした。この技术は膜分野の他の研究者にも役立っており、他のグループが自分の开発した技术を使っているのを论文などで知ると、本当にやりがいを感じます」
都留教授が、彼が考案したナノパームポロメトリー（苍补苍辞辫别谤尘辫辞谤辞尘别迟谤测：狈笔笔）装置で膜细孔径を计测する仕组みを説明します。
现在、この技术は他の研究者の研究论文で引用されるほか、装置自体も商业生产されています。都留教授は、现在约12台の狈笔笔装置が4カ国の膜研究者によって使われているだろう、と言います。
异なる膜を使ってさまざまな液体やガスを分离する现在のプロジェクトに加え、都留教授には新しいプロジェクトの案も既にあります。
「化学反応と膜分离を组み合わせて、有用な反応生成物质を副生成物や未反応原料から分离する技术を开発したいですね。この反応分离システムは，现在の技术ではコストが高くエネルギー効率が低いため，水素の工业的製造などのプロセスに役立つと思います。単分子の厚さのグラフェンシートのような2次元材料にも兴味があります。こうした新しい物质を使ってすべての细孔が均一の分离膜を作りたいと思いますが、まず适切な材料を选ぶ必要がありますね」と都留教授は今后に向けた抱负を语りました。
