2018 Fiscal Year Annual Research Report
Generation of CNF nanoparticles and its application to environment friendly enhanced oil and gas recovery
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18H01925
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
村田 澄彦 京都大学, 工学研究科, 准教授 (30273478)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
Liang Yunfeng 東京大学, 人工物工学研究センター, 特任准教授 (70565522)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | セルロースナノファイバー / ナノ粒子 / 石油・天然ガス増進回収 / ドラッグデリバリーシステム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究成果に基づき，n-ドデカン120 mlに対して12 mlの界面活性剤（第一工業製薬製NL-15）と0.2 wt%CNF懸濁液及びNaCl水溶液（0, 100, 500,1000, 2000, 4000 mM）をそれぞれ20 ml混合し，ホモジナイザーで攪拌してW/Oエマルションを生成した。フェノール硫酸法による分析と粒度分布測定の結果から，生成したW/Oエマルションは全てCNFを含有し粒径が1μm以下であることが確認できた。また，1 wt%のPVA（日本合成化学工業製GL-15及びGH-17R）を溶かした上記濃度のNaCl水溶液に，体積がその半分の同塩濃度で生成したW/Oエマルションをホモジナイザーで攪拌しながら滴下してW/O/Wエマルションを生成した。フェノール硫酸法による分析と粒度分布測定の結果から，GH-17Rを用いて生成したW/O/WエマルションはCNFの含有を明確に確認できなかったが，GL-15を用いたW/O/Wエマルションは，塩濃度が4000 mMの場合を除いてCNFを含有し粒径が1μm以下であることが確認できた。以上より，CNFナノ粒子の生成と生成条件の確認ができた。
次に，ガラスビーズを焼結して浸透率が約100 mDと1400 mDのコア試料を作製し，CNFナノ粒子の圧入試験を実施した。その結果，両試料ともCNF懸濁液はCNFの目詰まりにより圧入できないが，CNFナノ粒子にすると圧入できることが確認できた。
なお，SPMを導入して生成したCNFナノ粒子の状態、CNFナノ粒子のサイズ、CNFナノ粒子同士の相互作用の観察を試みたが，CNFナノ粒子を明瞭に観察することができなかった。これについては観察技術の確立も含めて次年度以降の課題とする。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
CNFを含む直径1μm以下のW/OエマルションおよびW/O/Wエマルション、すなわちCNFナノ粒子を生成することに成功したと判断できた。しかし，新たに導入したSPMを用いた観察技術が未熟であったため，計画していた生成されたCNFナノ粒子の状態，CNFナノ粒子のサイズ、CNFナノ粒子同士の相互作用を観察するには至らなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
SPMを用いたCNFナノ粒子の観察技術を確立し，界面活性剤，塩濃度，油を変えて生成したCNFナノ粒子に対してその安定条件および破壊条件を検討し、CNFナノ粒子の安定性の制御を行うためのデータを取得する。また，生成したCNFナノ粒子を水（W/O/Wエマルション粒子の場合）または油（W/Oエマルション粒子の場合）に分散させ，粒子径が異なるガラスビーズを焼結して作成した不均質多孔質体モデルに圧入することで，貯留層の目的場所までCNFナノ粒子を輸送し、その位置でCNFナノ粒子を破壊することでCNF を放出するDDS の構築を目指す。なお，CNFナノ粒子を輸送する目的場所は，SPMを用いて取得する上記のCNF ナノ粒子安定制御データに基づいて決定し，実験中の圧力挙動および実験後の多孔質体モデルの観察と分析結果からDDSの有効性を確認する。
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