小腸壁における濡れダイナミクスのコントロール

• Project Area: Molecular Soft-Interface Science
• Project/Area Number: 23106704
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 野々村 美宗 山形大学, 理工学研究科, 准教授 (50451662)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2012: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2011: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
• Keywords: 表面・界面物性 / メゾスコピック系 / 食品 / 小腸 / 脂質 / 吸収 / 濡れ / フラクタル

Outline of Annual Research Achievements

1.　モデル小腸壁状における濡れダイナミクスの制御：　固体粒子の添加が濡れダイナミクスに及ぼす影響を系統的に解析し、平らな寒天ゲル上では粒径数十nmのシリカ粒子を添加することで濡れ速度が遅くなることを明らかにした。この現象は、液体が濡れ広がる三相接触線において固体粒子が組織構造を構築、局所的に増粘するために起こることが示唆された。また、ほとんどの糖類やアミノ酸の添加は濡れダイナミクスに変化をもたらさなかったが、プロリンを適量添加すると曳糸性によって特徴的な濡れプロファイルが現れることを見出した。プロリンは分子会合体を形成することが知られており、このことが曳糸性の発現に関与しているものと考えているが、現在のところメカニズムの詳細は不明である。
2.　小腸表面における濡れダイナミクスの解析：液滴が固体表面を濡れ広がる時の自由エネルギー変化を見積もる基本モデルを用いて幾つかの濡れ現象を解析した。ミリメートルオーダーのピラーが存在するシリコーン樹脂表面を液体が浸透する過程を観察、液滴の形状を詳細に解析することにより、濡れ・浸透現象の支配因子を探索した。さらに疎水性基板上に形成した細孔中に水が浸透するプロセスを高速観察し、その過程における系のエネルギー変化を見積もった。
このように、小腸壁表面で起こる濡れ・浸透現象の物理的モデルを構築し、その支配因子を明らかにすることが出来た。また、濡れのダイナミクスをコントロールする上で有効な物質の探索にも成功した。これらの成果は生体表面で起こる界面現象を理解し、それに基づいてヘルスケアテクノロジーを開発する上で有用である。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Preparation and characterization of fractal elastomer surfaces (2013)
  • Author(s): Yoshimune Nonomura
  • Journal Title: Journal of Oleo Science Volume: 62
  • NAID: 40019711297
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Edible Liquid Marbles and Capsules Covered with Lipid Crystals (2012)
  • Author(s): Yuki Kawamura
  • Journal Title: Journal of Oleo Science Volume: 61 Issue: 9 Pages: 477-482
  • DOI: 10.5650/jos.61.477
  • NAID: 130004435978
  • ISSN: 1345-8957, 1347-3352
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Direct Geometric Observation of an Agar Gel Droplet on a Multipillar Surface (2012)
  • Author(s): T. Tanaka, H. Mayama, Y. Nonomura
  • Journal Title: Chemistry Letters Volume: 41 Issue: 9 Pages: 960-961
  • DOI: 10.1246/cl.2012.960
  • NAID: 130004426683
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Direct geometrical observation of an agar gel droplet on a multi-pillar surface (2012)
  • Author(s): Tomoya Tanaka
  • Journal Title: Chemistry Letters Volume: 41 Issue: 9 Pages: 962-963
  • DOI: 10.1246/cl.2012.952
  • NAID: 130004426681
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Anomalous Spreading with Marangoni Flow on Agar Gel Surfaces (2012)
  • Author(s): Y.Nonomura, S.Chida, E.Seino, H.Mayama
  • Journal Title: Langmuir Volume: 28 Pages: 3799-3806
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 生体表面における濡れのダイナミクス (2011)
  • Author(s): 野々村美宗, 眞山博幸
  • Journal Title: C & I Commun Volume: 36 Pages: 21-22
• [Journal Article] Edible Liquid Marbles and Capsules Covered with Lipid Crystals
  • Author(s): Y.Kawamura, H.Mayama, Y.Nonomura
  • Journal Title: Journal of Oleo Science Volume: (印刷中)
  • NAID: 130004435978
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 自由落下による液滴の細孔への浸透ダイナミクス (2013)
  • Author(s): 田中倫哉
  • Organizer: 日本物理学会 第68回年次大会
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 2013-03-26
• [Presentation] Anomalous spreading with Marangoni flow on agar gel surfaces (2012)
  • Author(s): Yoshimune Nonomura
  • Organizer: 26th Conference of the European Colloid and Interface Society
  • Place of Presentation: Marmo
  • Year and Date: 2012-09-02
• [Presentation] Wetting of rough surface: thermodynamics and spreading dynamics (2012)
  • Author(s): Hiroyuki Mayama
  • Organizer: International Association of Colloid and Interface Scientists
  • Place of Presentation: Sendai
  • Year and Date: 2012-05-13
• [Presentation] Anomalous spreading induced by Marangoni flow (2012)
  • Author(s): Shigeki Chida
  • Organizer: International Association of Colloid and Interface Scientists
  • Place of Presentation: Sendai
  • Year and Date: 2012-05-13
• [Presentation] マルチピラー上における水滴の三次元観察 (2012)
  • Author(s): 田中倫哉、眞山博幸、野々村美宗
  • Organizer: 日本化学会92春季年会
  • Place of Presentation: 横浜、慶應義塾大学
  • Year and Date: 2012-03-26
• [Presentation] マルチピラー表面の濡れ (2012)
  • Author(s): 眞山博幸, 田中倫哉, 野々村美宗
  • Organizer: 日本物理学会第67回年次大会
  • Place of Presentation: 兵庫、関西学院大学
  • Year and Date: 2012-03-24
• [Presentation] Wetting phenomena on fractal agar gels as model biological surface (2012)
  • Author(s): H.Mayama, S.Chida, E.Seino, T.Tanaka, Y.Nonomura
  • Organizer: Softinterface International Mini-symposium on Biointerface-Interface Between Bio and Materials
  • Place of Presentation: 筑波,筑波大学
  • Year and Date: 2012-03-17
• [Presentation] Thermodynamics and dynamics of wetting on rough surface (2012)
  • Author(s): H.Mayama, S.Chida, E.Seino, T.Tanaka, Y.Nonomura
  • Organizer: International Symposium on Nature-Inspired Technology 2012
  • Place of Presentation: 韓国,Kangwon
  • Year and Date: 2012-01-10
• [Presentation] フラクタル寒天ゲルにおける濡れ挙動 (2011)
  • Author(s): 眞山博幸、千田茂希、情野恵莉、田中倫哉、野々村美宗
  • Organizer: 第5回分子科学討論会
  • Place of Presentation: 札幌、札幌コンベンションセンター
  • Year and Date: 2011-09-20
• [Presentation] 固体表面上における水の凝縮 (2011)
  • Author(s): 田中倫哉, 野々村美宗
  • Organizer: 化学系学協会東北大会
  • Place of Presentation: 仙台、東北大学
  • Year and Date: 2011-09-18
• [Presentation] 脂肪酸によって安定化された食べられるドライウオーター (2011)
  • Author(s): 川村祐希、眞山博幸、野々村美宗
  • Organizer: 化学系学協会東北大会
  • Place of Presentation: 仙台、東北大学
  • Year and Date: 2011-09-18
• [Presentation] マランゴニ対流によるゲル表面における濡れの促進 (2011)
  • Author(s): 千田茂希、情野恵莉、眞山博幸、野々村美宗
  • Organizer: 第63回コロイドおよび界面化学討論会
  • Place of Presentation: 京都、京都大学
  • Year and Date: 2011-09-09
• [Presentation] 寒天ゲル表面におけるコロイド分散液の濡れダイナミクス (2011)
  • Author(s): 情野恵莉、千田茂希、眞山博幸、野々村美宗
  • Organizer: 第63回コロイドおよび界面化学討論会
  • Place of Presentation: 京都、京都大学
  • Year and Date: 2011-09-09
• [Presentation] 円柱状欠陥の濡れにおける自由エネルギー変化 (2011)
  • Author(s): 眞山博幸、野々村美宗
  • Organizer: 第63回コロイドおよび界面化学討論会
  • Place of Presentation: 京都、京都大学
  • Year and Date: 2011-09-09
• [Presentation] フラクタル寒天ゲルにおける濡れダイナミクス (2011)
  • Author(s): 眞山博幸、千田茂希、情野恵莉、野々村美宗
  • Organizer: 第1回ソフトマター研究会
  • Place of Presentation: 京都、京都大学
  • Year and Date: 2011-08-03
• [Presentation] 円柱状欠陥の濡れ (2011)
  • Author(s): 眞山博幸、野々村美宗
  • Organizer: ナノ学会第9回大会
  • Place of Presentation: 札幌、北海道大学
  • Year and Date: 2011-06-03
• [Remarks] 山形大学野々村研究室
  • URL: http://nonomura.yz.yamagata-u.ac.jp/
• [Remarks]
  • URL: http://nonomura.yz.yamagata-u.ac.jp/