2020 Fiscal Year Research-status Report
最新の溶液統計熱力学理論に基づく界面活性剤の洗浄力評価手法の確立
| Project/Area Number |
18K13030
|
|---|
| Research Institution | Hiroshima University |
|---|
Principal Investigator |
金崎 悠 広島大学, 人間社会科学研究科(教), 助教 (90804667)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 界面活性剤 / 可溶化 / 凝集 / 洗浄性評価 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、洗浄現象を「汚れ」「界面活性剤」および「水」の相互作用の変化として捉え、溶液のゆらぎを記述するKirkwood-Buff積分から算出した相互相互作用の変化から界面活性剤の構造と洗浄力の関係を簡易に評価するための解析法を確立することである。令和元年度は洗浄の諸過程における上記3要素の相互作用を数値化するため、洗浄実験の前段階として、モデルの再構築と解析方法の検討を行った。検討にあたり、汚れのモデルとして疎水性染料、共溶媒のモデルとして尿素を用いて再構築した理論の検証を行った。そこで令和2年度は、被可溶化物質や共溶媒の種類の影響についても知見を得るとともに、汚れの凝集を伴う洗浄系を想定し排除体積を考慮したモデルの構築を行った。
凝集を伴うモデルの検証には、可溶化系と同様に疎水性染料と尿素を用いた。共溶媒に尿素を用いた。モデルを再構築し計算を行った結果、染料の可溶化と同様、脱凝集においても、染料-尿素相互作用が支配的な役割を果たし、染料-水相互作用の寄与はごくわずかであることがわかった。このことから、尿素が疎水性染料の溶解を促進するメカニズムは"共溶媒が水の構造を破壊"することではなく、染料と尿素の相互作用によるものと結論づけられた。また、排除体積効果と色素周囲の溶媒分布の寄与を分離した結果、排除体積効果を適切に計算することができた。
さらに、被可溶化物質や共溶媒の種類の影響についても知見を得るため、スルホン酸やアルコールといった共溶媒のほか、界面活性剤系についても相互作用の算出を試みている。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
排除体積の見積もりが課題として挙がったことから、その知見を使用し十分な研究成果を得るために、当初の研究計画を変更する必要が生じた。また、その調整に予想外の日数を要したため年度内に完了することが困難となった。
|
| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究で得られた結果をもとに、先行研究のデータをもとに「汚れ」「界面活性剤」および「水」の相互作用の変化を算出する。さらに、得られた結果から界面活性剤の構造と洗浄力の関係について評価する。
|
| Causes of Carryover |
コロナ禍において実験等が進められなかったため。また、業績の発表が遅れており、論文投稿費用や学会旅費として次年度使用額が生じている。
|
