2022 Fiscal Year Annual Research Report
Nanoparticles synthesis, surface-modifiication and separation by manipulating water/CO2 interface without the use of surfactants
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19H02504
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
鷺坂 将伸 弘前大学, 理工学研究科, 教授 (60374815)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 二酸化炭素 / 泡 / 分散 / 水 / ナノ粒子 / 表面修飾 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでに明らかにされたW/CO2-NDを形成するトリメチルシリル（TMS）基含有低極性化合物Nohead TMSOH4について、TMS基をt-butyl基に置き換えた分子でもW/CO2-NDを形成できることがSANS測定により明らかにされた。また、銀イオンを含むW/CO2-NDに紫外光を照射することで、銀ナノ粒子を合成することにも成功した。
CO2foamを反応場としたヤヌス型シリカナノ粒子の調製では、より粒子径が小さく酸性条件で安定なシリカナノ粒子(粒子径5nm)1wt%、親水基導入カップリング剤にはノニオン性のGPS、疎水基導入カップリング剤には最も泡形成が効率的なPTMS、キャッピング剤には乳酸を用い、塩酸によりpH1.5に調整することがヤヌス粒子の調製に最適であった。
パラフィン/水界面に吸着・配向した粒子膜を固定化し、膜表裏面の水接触角を測定した結果、均一溶液で親水基と疎水基がランダムに修飾されたランダム型粒子では親水面と疎水面の接触角に差はほとんど見られなかったが、ヤヌス粒子は親水面よりも疎水基配向面でより高い水接触角を示し、粒子の表面選択的な疎水基・親水基修飾(ヤヌス化)が確認された。また、パラフィン表面では、ヤヌス粒子の吸着率がかなり大きく、界面吸着能力の高さが実証された。ヤヌス粒子は、様々な油に対して乳化量が大きく、そしてエマルション量の経時変化が少ないことからエマルションの安定化能力に優れていた。また、形成したエマルションに対して遠心分離を行うと、ランダム型に比べてヤヌス型は遠心回転数が大きくなってもエマルション状態を維持できることがわかった。以上のように、本研究では、その高い界面活性効果から界面活性剤の代替として期待されているが、調製が困難だったヤヌス粒子について、C/W泡により簡単に合成・分離できる技術を開発することができた。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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