2018 Fiscal Year Research-status Report
Theoretical prediction of ion adsorption at oil/water interfaces using a non-Bornian solvation model
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17K05902
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
大堺 利行 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (30183023)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 油水界面 / 吸着 / 非ボルン型溶媒和モデル / 理論計算 / 薬剤吸収 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
まず、本研究課題の理論的基盤となる「非ボルン型溶媒和モデル」に関して、基礎的ならびに応用的展開を図った。福井県立大の片野肇教授らとの共同研究として、フルオラス溶媒／水界面でのフッ素化イオンの特異的なイオン移動挙動を、非ボルン型の理論解析によって明確に説明することに成功した。一方、薬学的応用として、薬剤の生体膜透過の予測に非ボルン型溶媒和モデルの利用が有効であることも示された（論文として発表）。
本年度は、上記の研究成果も応用して、初年度から行ってきた中性分子（アルキルアルコール）とアニオン性界面活性剤（ドデシル硫酸イオン）の1,2-ジクロロエタン／水界面での吸着平衡の研究を継続して行い、着実な成果が得られた。中性分子については、非ボルン型モデルを用いて得られた界面吸着エネルギー（油相から）の理論値が、滴重法による界面張力測定から見積もった実験値と良い一致を示した。また、油水界面での吸着種の配向角や侵入の深さ、さらには吸脱着過程におけるエネルギー変化について理論的に予測できることが示された。また、正味の電荷を有するドデシル硫酸イオンについては、界面の電気二重層からの静電的エネルギーも考慮した解析を行った。非ボルン型理論から見積もった化学的な相互作用エネルギーに静電的エネルギーを加味して、界面電位に依存するドデシル硫酸イオンの界面での吸脱着過程を理論的に予測することができた。この結果を基に、先に京都大学の垣内らが提唱した「界面の不安定性」に関する一つの理論的裏付けを得ることができた。なお、この電気二重層を考慮した解析は、両性イオン（電位感受性色素）の電位に依存する吸着状態変化の解明にも応用できることが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
「研究実績の概要」で述べたように、当初の研究計画に準じて概ね順調に研究成果が得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は本研究計画の最終年度に当たる。今後は、これまでに得られた理論的な解析結果を必要に応じて補いながら、いくつかの学術誌に論文として発表する予定である（現在、２報投稿中）。また、国内外で開催される学会にも発表して、研究成果の検証と普及に務めたい。
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| Causes of Carryover |
次年度に台湾において日本ポーラログラフ学会主催の国際シンポジウムが開催されることが決まり、このシンポジウムにおいて成果発表を行うための旅費（研究代表者と学生２名）を確保する必要ができたため。
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