2022 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of a new antirust surfactant possessing adhesive polar head, that forms two dimensionally elaborate molecular array
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18K04862
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
山田 哲弘 千葉大学, 教育学部, 教授 (40182547)
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2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ロイシンファスナー / 防錆効果 / ナノコーティング / パーフルオロアルキル化合物 / 単分子膜コーティング / トリロイシン基 / トリスヒドロキシメチルアミノメタン / 多重水素結合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，当初糖基とオリゴグリシン基を併せもつ両親媒性分子を用い，二次元面内における分子の稠密配列形成とその構造固定をオリゴグリシン基間に形成さ れるポリグリシン(PG)II構造で達成するとともに，この二次元分子薄膜を糖基の水酸基で鉄表面に吸着させることで，分子一層でありながら高い防蝕効果を有す る新規なコーティング(ナノコーティング)剤を開発することを目的とした。しかし糖基とオリゴグリシン基を併せもつ両親媒性分子は期待した防錆作用を示さなかった。オリゴグリシン基のPGII構造が断片的にしか形成されていないことと糖基の嵩高さが原因と考えられた。そのためトリロイシン型両親媒性分子の親水基をトリスヒドロキシメチルアミノメタン(THAM)にした分子を合成した。この分子は多重水素結合とアルキル基の入れ子構造が直交して稠密な二次元ネットワークを形成するのみならず糖基より遙かに小さいTHAMを用いることで親水基部分での稠密性が向上することも期待できた。しかし，この分子のπ-A isothermにはロイシン側鎖の噛み合いを示す特異的な一時的圧力増加が見られなかった。そこで本年度は疎水鎖構造をパーフルオロアルキル鎖に変えた分子を合成したところ多重水素結合とアルキル基の入れ子構造が相関した気水界面単分子膜の形成に成功した。この単分子膜を鉄材に転写して防錆作用の調べたたところ，効果は見られたが再現性に乏しく，今後さらに検討が必要である。また，本年度の研究によって，単分子膜であっても鉄の防錆に寄与することがわかったが，錆は結露によって非常に早く進行し，単分子膜の被覆では全く防ぐことができないことも明らかになった。同時にキャスト膜にして膜を厚くすれば結露にかなり耐えることもわかった。単分子膜によるナノコーティングの応用は防蝕より，防汚・低摩擦性の獲得など表面改質を目的とすべきかもしれない。
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