2020 Fiscal Year Research-status Report
Magneto-chemical effect and magneto-optical effect applied for the measurement of liquid interfaces
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20K05551
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
渡會 仁 大阪大学, ナノサイエンスデザイン教育研究センター, 招へい教授 (30091771)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 磁性ナノ粒子 / 磁気泳動 / 磁気配向線二色性 / レーザー光熱変換泳動 / マイクロバブル / コロイド安定性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、大きく分けて次の二つの研究目的の下に実施されている。それぞれについて初年度の研究実績の概要を以下に述べる。
1) 磁気泳動の分析化学的展開
①有機液体中のマイクロバブルの磁気泳動速度を測定し、その速度が液体の反磁性磁化率を反映することを明らかにした。また、マイクロバブルから1mm以内で離れたところにレーザー光を照射するとマイクロバブルの光熱変換泳動が観測され、磁気泳動と組み合わせると、キャピラリー内のマイクロバブルの操作法となることをAIP Advancesに論文として公表した。②液体の流動性に及ぼす磁気力の影響を簡便に計測するための原理を検討した。
2) 磁気光学効果の分析化学的展開
①水溶液中におけるナノ粒子の凝集反応機構は、コロイドの安定性への関心から近年注目されているが、磁気光学効果を利用する研究は少ない。我々は、磁気配向線二色性スペクトルが、磁性ナノ粒子の会合状態を高感度に反映することを見出した。この方法により、二種の陽イオン性界面化成剤およびNa(I), Co(II), Cu(II), Al(III), Fe(III), Tb(III)およびDy(III)の塩化物の添加により生じるCOOH修飾磁性ナノ粒子の会合開始反応を高感度に決定した。添加剤の会合開始濃度の対数値は、その陽イオンの電荷に概ね比例し、Zagreb 則を支持した。Al(III)とFe(III)については一価の陽イオン性界面活性剤と同様の値を示したことから、中性の水溶液中では、そろぞれ、[Al(OH)2]+および[Fe(OH)2]+として機能していることが示唆された。会合開始濃度は、磁気配向線二色性スペクトルの極大波長からも決定できた。さらに、線二色性の磁場依存性から、会合数が見積もられた。この研究成果をLangmuir誌に公表した。②固液界面および液液界面の磁気線二色性測定装置の作製に着手した。
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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
計画した研究の実施および研究成果の論文公表については、ほぼ順調に進行することができたが、コロナ禍のために、国内での学会はweb学会となり、台湾で開催予定であったASIANALYSIS XVおよびハワイで開催予定であったPacifichem2020が1年延期となり、申し込んだ研究発表が延期されたことは想定外の事態であった。その結果、国内旅費および海外旅費として予定した経費は、次年度に繰り越すこととなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の方策を略記する。
１）磁気泳動の分析化学的展開
①酸塩基反応、酸化還元反応、錯生成反応等および化学結合におよぼす磁気力の影響を、界面および粒子の磁気浮力を利用して計測する方法を検討する。②マイクロバブルの磁気泳動および流体速度への磁気効果を利用する計測法を検討する。
２）磁気光学効果の分析化学的展開
①磁気配向線二色性分光法の適用を固液および液液界面に拡張する。②微弱磁場による磁気光学効果の測定法を検討する。③分析法に展開可能な新たな磁気光学効果を開拓する。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍により、研究活動が制限されたため、物品費と謝金の使用額が極めて少なかった。また、台湾およびハワイでの国際学会が延期になったため、旅費の使用が極端に少なかった。旅費の支出は、台湾への航空券のキャンセル料である。
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