2013 Fiscal Year Research-status Report
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25800241
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
貞包 浩一朗 立命館大学, 理工学部, 助教 (50585148)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ソフトマター / コロイド / 界面活性剤 / 中性子散乱 / 自己組織化 / 溶媒和 / 相分離 / 溶液・液体 |
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| Research Abstract |
申請者らはこれまでに、水と水溶性有機溶媒である3-メチルピリジンからなる２液混合溶媒中において、イオン性界面活性剤であるラウリル硫酸ナトリウム（SDS）は界面活性の働きをする（すなわち、SDSの添加に伴い水/3-メチルピリジンの相互溶解度は大きくなる）のに対し、非イオン性界面活性剤であるペンタエチレングリコールモノドデシルエーテル（C12E5）は界面不活性の働きをする（C12E5の添加に伴い水/3-メチルピリジンの相互溶解度は小さくなる）、という実験結果を得ている。本研究では、この「界面不活性性」の要因を明らかにするため、SDS及びC12E5分子が水溶液中でどのように分布しているのかを調べた。実験は動的光散乱と小角中性子散乱法を用いて行った。その結果、SDS分子は水/3-メチルピリジンの界面に凝集した構造（双連結構造）を、C12E5分子は疎水基を内側に、親水基を表面側に向けたミセル構造を形成していることが示唆された。これらの構造の違いが、「界面活性性」及び「界面不活性性」の違いの要因であると考えられる。とりわけ後者では、ミセルの表面に水分子が選択的に吸着した結果、水と3-メチルピリジン間の結合が切断されて2相溶性が低下した（すなわち、界面不活性性が生じた）と解釈することができる。また、以上の結果は、2,6-ルチジンやアセトニトリル等、3-メチルピリジン以外の水溶性有機溶媒の系においても同様に観測することができた。本研究成果は、国内学会（日本物理学会2013年秋季大会）や国際学会（The 6th Taiwan-Japan Joint Meeting on X-ray and Neutron Scattering）で発表した。
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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
上記のように、3-メチルピリジン水溶液中に対して界面活性剤分子が示す「界面活性性」及び「界面不活性性」の要因を明らかにすることが本研究の目的であり、既に秩序形成の観点から解釈が得られている。ただし、現時点では分子スケールの構造に着目した実験は行っていないため、「界面不活性性」の要因として考えている水分子のミセルへの吸着については実験的に確認できていない。そのため、論文として発表するためには、NMRやラマン分光のような分子間の相互作用を明らかにするための実験が更に必要である。
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| Strategy for Future Research Activity |
NMRとラマン分光実験を行い、水、3-メチルピリジン、界面活性剤分子間に働く相互作用を調べる。これらの結果と、既に得られている動的光散乱及び小角中性子散乱のデータを元に「界面不活性性」の要因について検討し、論文にまとめる。界面活性剤分子の秩序形成が混合溶媒の相溶性にどのような影響を与えるのか、という問題は、体内での生体高分子の機能を解明する上でも重要な問題である。そのため、本研究目的の達成後には、混合溶液中におけるリン脂質等の秩序形成と溶媒の相溶性の関係に着目して、更に研究を発展させる。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
旅費として当初60万円の使用を見込んでいたが、実際には\72,320の使用に留まった。この理由は、予定していた海外実験のうち１つが受け入れ先の都合によりキャンセルされたことと、更に別の海外出張の旅費が他機関（東京大学物性研究所）から支給されたためである。代わりに物品費に多くを割り当てたが、それでも\31,005余ることとなった。
NMR実験で使用するための試薬に割り当てる。
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