2012 Fiscal Year Annual Research Report
自己組織化過程における要素分子の拡散性とその定量化
| Project/Area Number |
22360325
|
|---|
| Research Institution | Chuo University |
|---|
Principal Investigator |
船造 俊孝 中央大学, 理工学部, 教授 (60165454)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
孔 昌一 静岡大学, 工学部, 准教授 (60334637)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2014-03-31
|
| Keywords | 拡散係数 / テーラー法 / CIR法 / 超臨界流体 / 混合溶媒 |
|---|
| Research Abstract |
研究開始から引き続き、Taylor法とCIR法により超臨界二酸化炭素中の金属錯体の拡散係数を測定した。前年度まで主に配位数が３の錯体を測定したが、H24年度は配位数２のPt(acac)2について広範囲な温度、圧力下において測定した。また、比較のために、Taylor法により、エチルアルコールなどの有機溶媒中の値も測定した。
水素結合など分子間の強い相互作用がある水相中の各種アミノ酸の拡散係数をTaylor法により測定した。疎水性のアミノ酸や主骨格の長さの異なる各種アミノ酸、側鎖の位置が異なる異性体等について測定したが、拡散係数の値に及ぼす異性体や官能基の影響はそれほど大きくなく、主に分子量が支配的であることが分かった。しかし、拡散係数の相関式での溶質依存性は、溶質沸点分子容で代表できることが分かった。
種々の溶媒の影響を明らかにするため、溶質をビタミンK3と固定し、CO2膨張メタノール、CO2+メタノール高圧均相溶媒、超臨界CO2、液体有機溶媒中の拡散係数を測定した。ビタミンK3を溶質に選んだ理由として、微極性である程度の相互作用が期待できることと、検出感度がよいこと、Taylor法でカラムへの吸着の影響が少ないことにより、種々の条件下で精度の高い測定が可能なためである。その結果、溶質をビタミンK3と固定すると、種々の溶媒についても、溶媒の種類に寄らず溶媒粘度で相関できることが分かった。しかし、CO2膨張液体とCO2+有機溶媒など混合系に対してはわずかであるが、純溶媒系の相関からはずれる。今のところ、溶媒の不均一性に起因すると考えられるが、H25年度はさらにデータを蓄積して、その原因を探る。
以上、種々の溶質－溶媒系について拡散係数を測定し、その値と相互作用について考察した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまで、種々の溶質と溶媒系について拡散係数を測定し、データの蓄積と拡散係数の相関式を求めた。H24年度はさらに有機溶媒中の逆ミセルナノ粒子の拡散係数とそれから算出される粒径測定を試みた。測定装置の改良および滑らかな応答曲線が得られたが、２次流れの影響があることが判明したので、さらに流速を減じての測定が必要であることがわかった。本年度はより低流量での測定が可能となるように、装置の改良と測定を行う予定である。H25年度中に達成できると考えられる。
この結果を踏まえ、これまでに測定した種々の溶質（有機化合物、配位結合を有する金属錯体、逆ミセルナノ粒子）－溶媒（水相、有機溶媒、超臨界流体、ガス膨張液体）系における拡散係数を統一的な溶媒粘度による相関式で整理し、溶質－溶媒間相互作用などが拡散係数値に及ぼす影響を明らかにする予定である。
|
| Strategy for Future Research Activity |
種々の溶質－溶媒系の拡散係数値は溶質分子の相互作用を考察するうえで必要なので、H25年度も引き続き測定を継続する。溶媒としては、水、有機溶媒、CO2膨張有機溶媒、超臨界CO2、CO2+有機溶媒均一相中について、種々の溶質について測定を行う。特に、これまでの成果として、混合溶媒について、純溶媒中における測定値による相関から、明らかに偏差があり、その偏差は混合溶媒組成に依存し、また、溶質の極性が強いほど大きい。H25年度はさらにデータを蓄積して、この点を検証する。
H24年度ナノ粒子の拡散係数を測定したが、これまで測定してきた化合物に比べて粒径が大きいため、測定流速を通常の測定よりかなり低減させる必要があることが判明した。H25年度はより低流量で測定可能なように、装置を試験・改良し、ナノ粒子の拡散係数を測定する。
|
