2020 Fiscal Year Annual Research Report
Preparation of poly(ionic liquids) colloidal materials using microfluidic technology
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19K15340
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
渡邉 貴一 岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (60743979)
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2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 高分子イオン液体 / マイクロ流体デバイス / 乳化 / 高粘性流体 / 単分散 / イオンゲル微粒子 / 液滴内相分離 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マイクロ流体デバイスを用いた単分散なイオン液体液滴の乳化技術の構築とそれを鋳型として用いた高分子イオン液体イオンゲル微粒子・マイクロカプセルの製造プロセスを開発した。マイクロ流路を用いて常温で高粘性なイオン液体分散相（イオン液体モノマー、光重合開始剤、架橋剤、シリカナノ粒子を含む）を乳化したところ、ジェット流を形成し、多分散な液滴が生成された。一方で、拡散溶媒を分散相に添加したところ、単分散な液滴（変動係数 10%以下）が連続的に生成された。また、この拡散溶媒は速やかに液滴から連続相に拡散するため、乳化直後に目的とするイオン液体液滴が得られることを確認した。続いて、流路内において乳化後の液滴に紫外線を照射すると、液滴内で重合が進行し、単分散な高分子イオン液体イオンゲル微粒子が得られた。この高分子イオン液体イオンゲル微粒子は、溶媒として疎水性のイオン液体を最大で50 wt%含有できることを確認した。また、熱重量測定より、このゲル微粒子は高い耐熱性（分解温度は約400℃）を有することもわかった。
イオン液体分散相に塩を添加して同様のプロセスで液滴を調製すると、分散相と連続相の浸透圧差によって、連続相から液滴内に水が断続的に取り込まれ、液滴の構造が時間経過とともにダブル、トリプル、クアドラプル(4層)液滴に変化することがわかった。この最終的な多層構造は、液滴の初期組成によって制御できることがわかった。このような結果は、イオン液体モノマーが疎水性であるにも関わらず、塩を溶解するためにもたらされる特異な現象である。本研究によって、高粘性流体の乳化法とイオン液体や高分子イオン液体を原料としたコロイド材料設計法に関する有用な知見が得られた。
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Research Products
(8 results)
