高密度油相上での水薄膜の濡れ転移〜分離圧による濡れ膜制御の確立〜

Research Project

Project/Area Number	03J01255
Research Category	Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Allocation Type	Single-year Grants
Section	国内
Research Field	機能・物性・材料
Research Institution	Tokyo University of Science
Principal Investigator	松原弘樹東京理科大学, 理学研究院, 助手
Project Period (FY)	2003 – 2005
Project Status	Completed (Fiscal Year 2003)
Budget Amount *help	¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000) Fiscal Year 2003: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords	熱力学 / 界面張力 / 濡れ-非濡れ転移 / 表面間力
Research Abstract	液体膜が数100nm以下になると,界面領域の重なりによって上下のバルク相に分離圧と呼ばれる圧力が生じる.分離圧の起源は,van der Waals力,電気2重層力,溶媒和力などで薄膜の安定性はこれらの和によって決定される.起源からも明らかなように,分離圧はメゾスコピック領域での物質制御には欠くことのできない概念であり,ナノテクノロジーやバイオマテリアルといった応用的見地からも,その解明が大いに期待されている.しかし,現在の薄膜研究は,気相上の界面活性剤水溶液膜,即ち泡膜と,固体面上の液体膜に限定されており,いずれも原理的に動的な効果を含み安定な薄膜を形成しないことから,学術的な研究対象としては不都合な点が多かった.申請研究は,流体三相系(空気/水/油相系)において形成される熱力学的に安定な中間相の薄膜を研究対象とし,中間相の状態変化(濡れと非濡れの転移)も視野に入れた薄膜形成の厳密な研究を行い,分離圧を膜厚関数として記述することをテーマとする. 本年度は,室温で液体の高密度油相として四塩化炭素,界面活性剤として臭化ドデシルトリメチルアンモニウムを用い,空気/水,油/水,空気/油界面張力を懸適法により,レンズの二面角を画像解析を使って求めた水溶液相に塩を添加することで水薄膜が形成できることを実験的に明らかにし,それが空気/水,水/油界面の界面活性剤吸着層が薄膜形成に有利な分散引力が生じるためであることを理論的に説明した.