Colloidal Transport in Water at High Temperature and High Pressure

2012 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22540495
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Petrology/Mineralogy/Science of ore deposit
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: DEGUCHI Shigeru 独立行政法人海洋研究開発機構, 海洋・極限環境生物圏領域, チームリーダー (40344296)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): KOYAMA Takehito 独立行政法人海洋研究開発機構, 海洋・極限環境生物圏領域, 研究員 (50533858)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): MUKAI Sada-atsu 京都大学, 大学院工学研究科, 特定准教授 (30371735)
• Project Period (FY): 2010 – 2012
• Keywords: 鉱床形成 / 超臨界水

Research Abstract

Transportation of water-insoluble substances as colloidal dispersions, the so-called colloidal transport, presumably plays crucial roles in geological processes in hot and compressed water such as formation of hydrothermal deposits. We obtained first experimental results showing that the dispersion stability of charged colloids in water at high temperature and high pressure, which dominates the colloidal transport process, depends not only on the temperature, but also on the pressure, or the depth. In addition, water at high temperature and high pressure near in the gas/liquid critical point (T_c = 374 ℃, P_c = 22.1 Mpa), becomes freely miscible with various hydrocarbons. It has been found that oil-in-water emulsions containing nano-sized droplets of hydrocarbons were formed when homogeneous solutions of supercritical water and hydrocarbon were allowed to phase-separate by applying rapid quench to room temperature.

Research Products

• [Journal Article] Bottom-up formation of dodecane-in-water nanoemulsions from hydrothermal homogeneous solutions (2013)
  • Author(s): Shigeru Deguchi、Nao Ifuku
  • Journal Title: Angew. Chem. Int. Ed Volume: 52 (25) Pages: 6409-6412
  • DOI: DOI:10.1002/anie.201301403.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ソフトマターと極限環境 (2012)
  • Author(s): 出口 茂
  • Journal Title: 工業材料 Volume: 60 (10) Pages: 18-21
  • URL: http://pub.nikkan.co.jp/magazines/detail/00000333
• [Presentation] Oleo Science in Marine World, 招待講演 (2012)
  • Author(s): Shigeru Deguchi
  • Organizer: World Congress on Oleo Science, Nagasaki
  • Place of Presentation: Japan
  • Year and Date: 20120930-1004
• [Presentation] Nanoemulsification Process Inspired by Extreme Environment in Deep-Sea, ポスター発表 (2012)
  • Author(s): Shigeru Deguchi, Nao Ifuku
  • Organizer: 26th Conference of the European Colloid and Interface Society (ECIS 2012)
  • Place of Presentation: Malmo, Sweden
  • Year and Date: 20120902-0907
• [Presentation] Preparation of O/W-Nanoemulsions by Hydrothermal Emulsification, ポスター発表 (2012)
  • Author(s): Nao Ifuku, Shigeru Deguchi
  • Organizer: IACIS2012
  • Place of Presentation: Sendai International Center
  • Year and Date: 20120513-18
• [Presentation] 超臨界水を用いたボトムアップのナノ乳化, 招待講演 (2012)
  • Author(s): 出口 茂
  • Organizer: 第9回千葉科学大学コスメティックシンポジウム
  • Place of Presentation: 千葉科学大学
  • Year and Date: 2012-12-14
• [Presentation] 超臨界水の特性を利用したボトムアップによる乳化手法, 口頭発表 (2011)
  • Author(s): 出口 茂、伊福菜穂
  • Organizer: 第63回コロイドおよび界面化学討論会
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 20110907-09
• [Presentation] 水熱乳化法によるO/Wナノエマルションの調製, ポスター発表 (2011)
  • Author(s): 伊福菜穂、出口 茂
  • Organizer: 第63回コロイドおよび界面化学討論会
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 20110907-09
• [Presentation] 超臨界水の特性を利用したボトムアップ乳化手法, 口頭発表 (2011)
  • Author(s): 出口 茂
  • Organizer: 第6回千葉科学大学コスメティックサイエンスシンポジウム
  • Place of Presentation: 日本化学会館、東京
  • Year and Date: 2011-12-02
• [Remarks] (1)水に微細油を均一分散 機構など「超臨界」の技術応用、日経産業新聞、2013年6月7日10面 報道関連情報
• [Remarks] (2)深海底から噴き出す熱水にヒントを得てナノテクノロジーを開発 ～たったの10秒でナノエマルション化に成功～、ナノテクジャパン、2013年5月24日 報道関連情報
• [Remarks] (3)深海底の熱水ヒントに"ナノ・エマルション"生成、サイエンスポータル、2013年5月20日 報道関連情報
• [Remarks] (4)ナノテクノロジービジネスの可能性、咲くシーズ、BS JAPAN、出演、2013年5月18日放映 報道関連情報
• [Remarks] (5)海洋機構、10秒でナノ油滴を生成-深海の熱水に着目、日刊工業新聞、2013年5月15日23面 報道関連情報
• [Remarks] (6)JAMSTEC、深海底から噴き出す熱水をヒントにしたナノテク技術を開発、マイナビニュース、2013年5月15日 報道関連情報
• [Remarks] (7)ナノ油滴を水に分散させたナノエマルションを短時間で生成|海洋研究開発機構のチームが深海の熱水噴出孔周辺の環境をヒントに、ワイリー・サイエンスカフェ、2013年5月15日 報道関連情報
• [Remarks] (8)Mixing Water and Oil: A Magic Process, ChemistryViews, May 15, 2013 報道関連情報
• [Remarks] (9)Bottom-up process for making dodecane-in-water nanoemulsions, Phys.org, May 15, 2013 報道関連情報
• [Remarks] (10)超臨界水を利用して、『たった10秒でナノ乳化!』、エステティック通信、2012年4月号(2012年3月10日発売) 報道関連情報
• [Remarks] (1)第12回国際ナノテクノロジー総合展・技術会議(東京ビッグサイト、2013年1月30日 -2月1日、「深海から生まれたナノテクノロジー」と題したセミナーおよびブース展示 アウトリーチ活動情報
• [Remarks] (2)第3回国際化粧品開発展(東京ビッグサイト、 2012年6月27日-6月29日、「深海の極限環境に学んだ新しいナノ乳化手法」と題したセミナーおよびブース展示 アウトリーチ活動情報
• [Patent(Industrial Property Rights)] Method for Producing Emulsion (2012)
  • Inventor(s): Shigeru Deguchi, Nao Ifuku
  • Industrial Property Rights Holder: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
  • Industrial Property Number: WO Patent,PCT/JP2012/064759
  • Filing Date: 2012-06-08
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] 乳化物の製造方法 (2011)
  • Inventor(s): 出口 茂、伊福菜穂
  • Industrial Property Rights Holder: 独立行政法人海洋研究開発機構
  • Patent Publication Number: 特許公開,特開2013-39547
  • Filing Date: 2011-08-19