2017 Fiscal Year Research-status Report
LB法による水溶性タンパク・単分子膜の調製法開発－無機ナノシートとES法の活用
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16K05762
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| Research Institution | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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Principal Investigator |
梅村 泰史 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 教授 (70531771)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山岸 晧彦 東邦大学, 医学部, 非常勤研究生 (70001865)
宮内 良広 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 准教授 (70467124)
平原 将也 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 助教 (90609835)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 有機/無機複合薄膜 / LB法 / エレクトロ・スプレー法 / 無機ナノシート / 水溶性両親媒性陽イオン / 噴霧速度 / 薄膜形成メカニズム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
無機ナノシートの分散液上に両親媒性陽イオンを展開して有機/無機複合薄膜を調製できる。従来法では両親媒性イオンの溶液をマイクロシリンジから手で滴下していたが、本研究においてはエレクトロスプレー(ES)法を活用して品質にばらつきの少ない薄膜を調製することを目的としている。さらに、水に対して易溶な分子の単分子膜を無機ナノシートとの複合化により調製することに挑戦する。２年目となる平成２９年度には、①薄膜形成メカニズムの解明、②やや水溶性の高い両親媒性イオンを用いた薄膜形成挙動の解明、および③印可電圧を逆転したときの挙動解明を中心に研究を進めた。
①について、昨年度から引き続きデータを収集し、薄膜形成メカニズムを解明した。ES法で両親媒性イオン溶液を噴霧するときの速度が遅いと、霧状に噴霧された溶液の一部が蒸発・乾固(結晶化)して分散液上に到達する。このため無機ナノシート(粘土ナノシート)との静電的相互補作用が弱く、下層液中に溶解する両親媒性イオン(結晶)の割合も無視できなくなる。その結果、複合薄膜中における両親媒性イオンの密度は低くなり、また両親媒性陽イオンの対イオンである塩化物イオンが薄膜中に含有される。一方、噴霧速度が速いと大粒の溶液が分散液表面に衝突するため液面が乱され、液面上で両親媒性陽イオン/無機ナノシート複合体が多層構造となる。
②について、両親媒性陽イオンとしてトリメチルオクタデシルアンモニウム陽イオンを用いてデータを収集している。これまでのデータから、先のオクタデシルアンモニウム陽イオンを用いたときと類似の挙動をとるようである。
③について、マイクロシリンジと分散液間に印可する電圧を逆転(-10 kV)して薄膜の形成挙動を調べているが、今までのところデータのばらつきが大きく議論するには至っていない。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の計画通り、２年目には水溶性アルキルアンモニウム陽イオンを用いた複合薄膜形成の研究を行った。ただし、１年目に行う予定であった薄膜形成メカニズムのモデル化に手間取り、また原稿執筆にもそれなりの時間を要した。さらに当初計画になかった印可電圧を逆転したときの挙動についても実験を行った。それらのため、計画よりやや遅れ気味である。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記のように当初の計画よりやや遅れ気味であるが、全体の計画を大きく修正するほどのものではないと考えている。当初計画に沿って、３年目には水溶性アルキルアンモニウム陽イオンを用いた複合薄膜形成の研究をさらにすすめ、また光学活性な陽イオンを用いた研究にも着手する。
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| Causes of Carryover |
研究代表者および各分担者において、少額を年度末に使用するよりも次年度の予算と合算して使用した方が効率的だから。
繰越額が少額であるので、予定通り、少額の備品、消耗品、旅費に使用する。
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