2014 Fiscal Year Research-status Report
ゲル３次元ネットワークの界面構造と溶媒保持力の関係
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26410219
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
佐野 正人 山形大学, 理工学研究科, 教授 (40344816)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ゲル / 固体界面 / 共焦点ラマン顕微鏡 / 濡れ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ゲルの界面構造を解明するため、まず固体表面上でゾルからゲルに転移する際に見られる濡れの逆転現象を調べた。それまで調べていたｐ－、ｏ―、ｍ－キシレンに加え、ベンジルベンゾナートやウンデカノンでも逆転現象が観察できた。それらを総合すると、濡れの逆転と溶媒の融点に強い相関関係が確認でき、ゲルの溶媒保持力には溶媒の凝集エネルギーが大きく関与していることが改めて明らかとなった。
混合溶媒系におけるゲル界面の構造研究を開始した。ｐ－キシレンとオクタンニトリルはあらゆる比率で混合する。また、それぞれ単独や混合状態でも１２－ヒドロキシステアリン酸（ＨＳＡ）でゲル化される。これらの１：１混合溶媒を用いて、固体表面近傍でのＨＳＡゲルの各成分濃度分布を共焦点ラマン顕微鏡を用いて、直接マッピングした。その結果、ＨＳＡとオクタンニトリルは均一に分布しているにも関わらず、ｐ－キシレンはマイカ界面で濃度が高くなるような不均一分布をしているのが観察された。さらに、この不均一性は界面から１００ミクロン以上の距離に及んでいた。完全に混合する液体が、ゲル中で分離しているのが観察されたのは初めてである。
ＨＳＡを含まずゲルでない混合液体状態では、各溶媒とも均一に分布していたので、ゲルネットワークが不均一性に関与している。また、ゲル状態でも、テフロン界面では各成分は均一に分布していた。これは、マイカでは各液体成分に濡れの大きな差（ｐ－キシレンは完全濡れ、オクタンニトリルは部分濡れを示す）があることで説明できる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
混合溶媒系におけるゲル界面の不均一性は、予測していたものの、最初の組み合わせと条件で観察に成功するとは想定外であった。これは、完全に混合する液体はゲル中では均一に分布するという「常識」を覆す結果であり、ゲル熱力学の基本にかかわる発見である。
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| Strategy for Future Research Activity |
不均一分布を示す完全混合溶媒が見つかったので、その振る舞いをさまざまな熱力学的条件において研究する。まずは、観察された不均一分布が速度論的に凍結された状態なのか、熱力学的に安定な相なのかを検証する。
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| Causes of Carryover |
国内出張旅費が他の補助金より支出されたため、当初計画より少なくなったから。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
海外の学会に参加する
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