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高分子鎖を拘束した界面活性剤膜のスローダイナミクス

研究課題

研究課題/領域番号 13740252
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 物理学一般
研究機関お茶の水女子大学

研究代表者

中谷 香織  お茶の水女子大学, 理学部, 助手 (50323861)

研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2002年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2001年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワード拘束 / 界面活性剤 / スローダイナミクス / マイクロエマルション / 中性子スピンエコー / 中性子小角散乱 / 高分子鎖
研究概要

[目的]本申請研究ではマイクロエマルションと呼ばれる数十〜数百Åの球状の膜(droplet)の中に、高分子鎖を閉じ込めた時の膜のダイナミクスの変化を明らかにすることを最終目的とした。具体的には、まずdropletとほぼ同サイズの慣性半径を有する高分子鎖を膜内に約1本ずつ閉じ込めることが誘起する膜の静的構造変化を明らかにし、次にそのダイナミクスを膜の緩和時間の変化として追跡した。
[実験]用いたマイクロエマルションの組成は、Aerosol-OT(イオン性界面活性剤)・水・イソオクタン(油)・ゼラチン(高分子)である。様々なサイズのdropletを用意することで、高分子鎖を閉じ込める強さを変えた試料を準備した。膜の静的構造は中性子小角散乱(東大物性研SANS-U)、ダイナミクスは動的光散乱とNeutron Spin Echo(東大物性研JAERI-NSE)により追跡した。
[結果]膜の静的構造は、高分子鎖の閉じ込めが弱い場合球状を保つが、強く閉じ込めると球状から棒状に転移することが明らかとなった。次に、膜構造が球状を保持した領域での膜の緩和時間は、高分子内包の有無に関わらずほとんど変化しないことがわかった。膜を挟んだ内相・外相の粘度比;Eが膜の緩和時間を決めるパラメータとなる理論的予測がなされている。今回の実験ではバルクでの粘度比が大きいもので3桁程度のものもあったが、捉えられた緩和時間はほとんど変わらなかった。このため高分子ではなく、低分子物質(グリセリン)をdropletに内包させることでEを制御した実験を行ったが、Eに比例するような緩和時間の変化は見られなかった。この理由として、膜組成物質の界面活性剤がイオン性であるため静電反発により膜が元々硬い可能性が考えられる。また前述のように膜のダイナミクスのモデルに粘度比を採用しているが、dropletサイズは数十Åであり、メゾスケールにおける粘度の取扱いについて検討が必要である。

報告書

(2件)
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (6件)

  • [文献書誌] Kaori Nakaya: "Morphplogy of Microemulsion Droplet Confining a Single Polymer Chain"Journal of the Physical Society of Japan. 70. 338-339 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kaori Nakaya: "Morphplogy of Microemulsion Droplet Confining a Single Polymer Chain"Studies in Surface Science and catalysis. 132. 161-164 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Masayuki Imai: "Shear-Induced Ordering of Lamellar and Gyroid Structures Observed in a Nonionic Surfactant System"European Physical Journal E. 60. 391-402 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kaori Nakaya: "Morphology of Microemulsion Droplet Confining a Single Polymer Chain"Journal of the Physical Society of Japan. 70. 338-339 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kaori Nakaya: "Morphology of Microemulsion Droplet Confining a Single Polymer Chain"Studies in Surface Science and Catalysis. 132. 161-164 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Imai, K.Nakaya, et al.: "Shear-Induced Ordering of Lamellar and Gyroid Structures Observed in a nonionic Surfactant System"European Physical Journal E. 5. 391-402 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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