2020 Fiscal Year Annual Research 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, 教授 (80313469)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | オルソゴナル分子集合系 / 界面活性剤 / 超分子 / ゲル / ソフトマター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞が有する優れた機能性と形態安定性に学び，本研究では薬物送達システムやナノ材料開発に有用な界面活性剤・脂質などの両親媒性分子集合体のソフト性を保持したまま，超分子繊維状集合体により機械的特性強化を行ったソフトマターをワンステップで異なる集合構造を同時に形成・共存させるオルソゴナル自己集合系ゲルについて研究を行い，得られたゲルの形成条件，構造，特性について明らかにした。前年度までにカチオン性界面活性剤と低分子ゲル化剤によるハイドロゲルについて，界面活性剤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。本年度は非イオン界面活性剤であるポリオキシエチレンソルビタンオレエート（Tween 80）およびポリオキシエチレンアルキルエーテル（C16EO10）を用いたオルソゴナル分子集合系について検討を行った。それぞれの界面活性剤水溶液に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。12-HOAが0.5 wt%以上でゲル化に成功した。ハイドロゲルのゾル-ゲル転移温度や粘弾性特性は界面活性剤濃度およびゲル化剤濃度に依存した。得られたハイドロゲル中にはオルガノゲルと同様の形態とナノ構造をもつ繊維状集合体が形成されており，また，ミセルの共存も確認した。得られたハイドロゲル中には数十マイクロメートルの太さのファイバーが形成されているため，溶媒との屈折率差により不透明なゲルが形成されるが，溶媒を水とグリセリンの混合溶液としてハイドロゲルを調製することにより透明度を高めたゲルを得ることができた。またゲルの形成機構の解明としてAvrami式によるファイバー長の時間変化を解析し，１次元のファイバー成長機構を明らかにした。
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