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界面活性剤や高分子ゲルのように振舞う有機溶媒水溶液

研究課題

研究課題/領域番号 15K05400
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物理化学
研究機関同志社大学

研究代表者

貞包 浩一朗  同志社大学, 生命医科学部, 准教授 (50585148)

研究協力者 瀬戸 秀紀  高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (60216546)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード自己組織化 / レオロジー / 溶媒和 / 溶液 / 相転移 / コロイド / 中性子散乱 / NMR / 液体 / ソフトマター / 相分離 / ラマン散乱 / 量子化学計算 / 溶媒和効果
研究成果の概要

「水」「有機溶媒」「拮抗的な塩」からなる混合溶液は、溶液の条件により、多重膜ベシクルなどの秩序構造を形成したり、ずり粘稠化のような現象を示す。本研究では、水/3-メチルピリジン/NaBPh4混合溶液と水/2,6-ジメチルピリジン/NaBPh4混合溶液を用いてラマン散乱、小角中性子散乱、レオメーター、NMRを用いた実験を行い、溶液中の分子の分布や、分子間相互作用について検証した。これにより、界面活性剤や高分子を含まない、シンプルな成分のみから構成される混合溶液が、何故複雑な秩序を形成するのかを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでコロイド化学の分野で扱われてきた界面活性剤溶液や高分子材料で形成される秩序は、分子形状の異方性や長さに起因して特徴的なスケール(膜厚など)や物性(曲率、曲げ弾性率など)が決定され、それに伴い「多重膜ベシクル構造」のような構造が安定化される、というものであった。これに対し、1つのイオンの形状に極端な異方性はなく、膜の厚みを決めるような特徴的長さも無いような試料(拮抗的な塩)においても複雑な秩序が形成されることを明らかにした本研究成果は、溶液中における秩序形成について研究する溶液化学・電気化学・コロイド物理学などの分野に対して基礎的な知見を与えることになる。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 7件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Institut Laue-Langevin(フランス)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ハイデルベルク大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Emergence of Pendular and Rotary Motions of a Centimeter-Sized Metallic Sheet under Stationary Photoirradiation2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Harada, K. Koyoshi, H. Sakuta, K. Sadakane, T. Kenmotsu, K. Yoshikawa
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 122 号: 5 ページ: 2747-3752

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b11123

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Solvation state of sodium tetraphenylborate in 3-methylpyridine and its aqueous solutions2017

    • 著者名/発表者名
      K. Sadakane, K. Fujii, S. Tsuzuki, H. Watanabe, Y. Umebayashi
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Liquids

      巻: 248 ページ: 53-59

    • DOI

      10.1016/j.molliq.2017.10.006

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Manipulating Living Cells to Construct a 3D Single-Cell Assembly without an Artificial Scaffold2017

    • 著者名/発表者名
      A. Yoshida, S. Tsuji, H. Taniguchi, T. Kenmotsu, K. Sadakane, K. Yoshikawa
    • 雑誌名

      Polymers

      巻: 9 号: 8 ページ: 319-319

    • DOI

      10.3390/polym9080319

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Hierarchical structures induced by antagonistic salts studied by small-angle neutron scattering, neutron spin echo, neutron reflection, and soft x-ray emission2018

    • 著者名/発表者名
      Koichiro Sadakane
    • 学会等名
      rd International Symposium of Quantum Beam Science at Ibaraki University
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 中性子散乱と光ピンセットを用いたソフトマテリアルの秩序形成の研究2018

    • 著者名/発表者名
      貞包浩一朗
    • 学会等名
      第35回関西界面科学セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 拮抗的な塩は水中でどれだけ界面活性剤に近い振舞いをするか2017

    • 著者名/発表者名
      貞包浩一朗、土合恭平、山田悟史
    • 学会等名
      日本中性子科学会第17回年回
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 水/有機溶媒/塩の混合溶液で形成される結晶構造2017

    • 著者名/発表者名
      貞包浩一朗、加藤僚、高椋利幸
    • 学会等名
      第40回溶液化学研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 中性子散乱と光ピンセットを用いたソフトマテリアルの秩序形成の研究2017

    • 著者名/発表者名
      貞包浩一朗
    • 学会等名
      第35回関西界面科学セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 塩によって誘起される液体の階層的秩序2017

    • 著者名/発表者名
      貞包浩一朗
    • 学会等名
      電気化学会第84回大会
    • 発表場所
      首都大学東京、東京都八王子市
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 拮抗的な塩や局所レーザー場によって誘起される溶液の新しい秩序構造に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      貞包浩一朗
    • 学会等名
      第39回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      産業技術総合研究所、茨城県つくば市
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 中性子散乱と光ピンセットを用いたソフトマテリアルの秩序形成の研究2016

    • 著者名/発表者名
      貞包浩一朗
    • 学会等名
      「分子を使った寄せ木細工」~自己組織化したソフトマテリアルが織りなす「かたち」と機能
    • 発表場所
      島根大学、島根県松江市
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 塩の溶媒和効果により誘起される液体のナノ構造2015

    • 著者名/発表者名
      貞包浩一朗
    • 学会等名
      同志社大学ハリス理化学研究所研究発表会 2015年度学内研究センター合同シンポジウム
    • 発表場所
      同志社大学、京都府京田辺市
    • 年月日
      2015-12-05
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Gel-Like Behaviors in a Mixture of Water / Organic Solvent / Antagonistic Salt Induced by Flow2015

    • 著者名/発表者名
      Koichiro Sadakane
    • 学会等名
      International Symposium on Fluctuation and Structure out of Equilibrium 2015
    • 発表場所
      京都大学、京都府京都市
    • 年月日
      2015-08-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Effect of Antagonistic Salts or Surfactants on a Mixture of Water / Organic Solvent2015

    • 著者名/発表者名
      Koichiro Sadakane
    • 学会等名
      International Symposium: Hierarchical Structures and Dynamics at Soft Interfaces - from surfactants, cells to peacock's train -
    • 発表場所
      京都大学、京都府京都市
    • 年月日
      2015-05-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 研究内容

    • URL

      http://dmpl.doshisha.ac.jp/research#contents01

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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