2019 Fiscal Year Research-status Report
Creation of orthogonal self-assembled soft matter
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18K04885
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
荒牧 賢治 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 准教授 (80313469)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ソフトマター / オルソゴナル分子集合系 / ハイドロゲル / 界面活性剤 / 超分子 / 分子集合体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
界面活性剤分子集合体と超分子繊維状集合体が共存したオルソゴナル分子集合系について，前年度はカチオン性界面活性剤の親水基構造と対イオンの違いがもたらすゲル化能，ゲル構造，粘弾性特性への影響を調べた。今年度は非イオン界面活性剤系において同様の項目について調べた。ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート（Tween 80）水溶液に12-ヒドロキシステアリン酸（12-HOA）を高温で可溶化させたのちに，冷却することでハイドロゲルを調製した。ネガティブ染色法によるTEM観察を行ったところ，12-HOAによるオルガノゲルや前年度に検討したカチオン界面活性剤系におけるハイドロゲルと同様に均一なピッチでねじれをもつ超分子繊維状集合体が観察された。ゾル－ゲル転移温度はゲル化剤濃度が高くなると高くなり，界面活性剤濃度が高くなると低くなった。動的粘弾性測定を行ったところゲル化剤濃度が高くなると粘弾性は高くなり，界面活性剤濃度が高くなると粘弾性は低くなった。小角広角X線散乱では小角域のq = 0.8～1.3 nm-1付近および広角域のq = 14 nm-1付近のピークが得られ，典型的な12-HOAの超分子繊維状集合体が形成されていることを確認した。また，小角中性子散乱では界面活性剤ミセルとゲルファイバーが共存していることを確認した。ハイドロゲル中におけるミセルの存在についてはローダミン6Gを用いた可視吸収波長測定によっても確認した。溶媒として純水の代わりにグリセリンおよびジプロピレングリコール水溶液を用いてゲル化を検討したところ，純水溶媒より広い界面活性剤，ゲル化剤濃度範囲で溶液がゲル化した。得られたゲルは純水溶媒のゲルよりも透明度が高く，高い弾性を示した。またこれらの系では純水を溶媒とした系よりもゲル化速度が速く，より細いゲルファイバーが形成された。
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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
本研究においては交付申請時に以下の研究項目について研究を実施する計画を策定した。
(1)オルソゴナル自己集合系の形成条件の探索，(2)オルソゴナル自己集合系の構造解析，(3)機能物質の安定保持・放出制御
これまで主に研究項目(1)，(2)について検討を行った。研究項目(1)については，カチオン性界面活性剤および非イオン界面活性剤の分子構造と組成とオルソゴナル自己集合系の形成条件の関係を明らかにした。また，研究項目(2)についてはレオロジー測定，熱分析（DSC），小角X線散乱（SAXS）測定，紫外可視吸収測定によりゲルの力学特性の解明，超分子繊維状集合体のナノ構造解析，ゲル中におけるミセルとゲルファイバーの独立形成を明らかにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究項目(1)(2)についてはカチオン性界面活性剤，非イオン界面活性剤以外にアニオン性界面活性剤を用いることを計画している。また，ゲル化剤も12-HOA以外にアミノ酸系ゲル化剤を検討する。研究項目(3)については親水・疎水性ナノドメインが共存するミセル，リオトロピック液晶の構造を利用した水溶性・油溶性のモデル機能物質を利用した安定保持と放出制御機能を明らかにすることを目的としており，調製したハイドロゲルに保持したモデル機能物質の安定保持と放出速度を調べる予定である。
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| Causes of Carryover |
研究を遂行するために必要な支出がなかったため。次年度への繰越額は些少であるため，次年度の物品費に加えて使用する予定である。
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