2014 Fiscal Year Annual Research Report
自己駆動しながら変形する油滴の新奇ダイナミクスの創成と環境応答性輸送担体への応用
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25790033
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
伴野 太祐 東京大学, 総合文化研究科, 助教 (70613909)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 自己駆動油滴 / 非平衡系 / 界面活性剤 / アルデヒド / アルコール / アセタール / 分裂 / 変形 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，非平衡系における分子集合体の新奇ダイナミクスとして，マイクロメートルサイズの球形の油滴が界面活性剤水溶液中を自ら泳ぐ現象（自己駆動現象）が注目されている。しかし，自発的に自己駆動を開始する油滴はこれまでに観測されておらず，そのメカニズムについては推測の域を出ていない。また，自己駆動する油滴の運動様式，方向や時間を制御するまでに至っていない点で，これを輸送担体として利用する上では課題が残っている。そこで本研究では，界面活性剤分子および油分子の設計・合成を通じて，自己駆動する油滴の運動様式の制御を行うことで，輸送担体としての応用を図った。研究の最終年度である本年度においては，以下２点の新奇現象を見出した。
(1)自己駆動しながら分裂する油滴の構築を目的に，酸性条件下での加水分解により自己駆動する油成分が生成される，5員環アセタール骨格を有する新規界面活性剤の設計および合成を行った。本界面活性剤を含む塩酸中にヘプチルオキシベンズアルデヒドとデカノールを混合した油成分を分散させたところ，油滴は自己駆動するのみならず，途中で停止して分裂し，それにより生じた２個の油滴がいずれも自己駆動することを見出した。この分散液中で新規界面活性剤は速やかに加水分解されたことから，それにより生じたヘプチルオキシベンズアルデヒドは自己駆動する油滴内部に取り込まれたものと考えられる。
(2)自己駆動しながら変形する油滴の構築を目的に，カチオン界面活性剤水溶液中にウンデカナールとデカノールを混合した油成分を用いて顕微鏡観測を行った。塩酸を含む分散液中において，油滴が自己駆動しながら変形することを見出した。この分散液中で，アルデヒドとアルコールによるアセタールの生成が認められた。
これらの現象は，いずれも化学反応と協同した油滴内部の状態変化によるものと考察され，非平衡系のダイナミクスとして大変興味深い。
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