2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of new gelators, their supramolecular chemistry, and research toward the practical use
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15K05623
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
英 謙二 信州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60126696)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ゲル / ゲル化剤 / ポリマー型ゲル化剤 / 物理ゲル / 超分子化学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
安価なD,L-メチオニンやD,L-スレオニンを原料に使い、新規な低分子ゲル化剤を合成した。また、それらをゲル化駆動セグメントとして利用してシリコンセグメントと繋げることにより、半永久的に結晶化しない安定なゲルを形成するゲル化剤を開発した。化粧品への応用を想定してシリコンオイル（D-5）、流動パラフィン、長鎖脂肪酸エステルの3成分混合溶剤に対するゲル形成可能範囲やゲル形成可能濃度領域を精査した。
trans-1,2-ジアミノシクロヘキサン誘導体のジアミド型ゲル化剤について2つの置換基の構造を変えることにより、結晶化を起こさない良好なゲル化剤になることを証明した。この結果はWallach則との合致という点でゲル化剤開発の重要な指針となることを公表した。
ゲル化剤による物理ゲルの形成は、ナノレベルの繊維状会合体がまず形成され、階層構造を経てある程度の大きさの会合体に成長し、三次元的に絡み合ってその空洞に溶媒をトラップして起きる現象である。ゲル化剤から作製した物理ゲルを乾燥すると結晶へ転移せずに繊維状会合体の形状を保ったままキセロゲルとなる。キセロゲルの表面積は結晶と比べるとはるかに大きいことに着目し、TNTやRDXのような固体の爆発物の微量蒸気を蛍光消光によって検知できる爆発物センサーの開発に成功した。
上述のようにゲル化剤によるゲル化は分子レベルの繊維状会合体がまず形成され、その会合体の階層的集合を経て三次元網目構造を形成する。従来はTEMやSEM、AFMを使って繊維状会合体を観察してきたが、この時の試料は溶媒を含まないキセロゲルであり生のゲルではない。そこでレーザー共焦点蛍光顕微鏡を使い溶媒分子を含んだままの生のゲルの観察を行い成功した。この手法は今後のゲル化剤研究に大いに役立つと確信する。
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Research Products
(5 results)
