| 研究課題/領域番号 |
16550072
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
分析化学
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| 研究機関 | 京都工芸繊維大学 |
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研究代表者 |
前田 耕治 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 助教授 (00229303)
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| 研究分担者 |
木原 壮林 (木原 壯林) 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (60161543)
吉田 裕美 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 助手 (40314306)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2005年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2004年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
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| キーワード | 液液界面 / イオン移動 / リン脂質稠密層 / 電気化学的安定性 / ドメイン形成 / ランタノイドイオン / 錯生成 / ビスアンモニウムイオン / リン脂質単分子層 / 液液界面イオン移動 / 電位・電流振動 / 酸性リン脂質 / 中性リン脂質 / 協同効果 / 稠密層 / リン脂質 / ランタニドイオン / イオン移動ボルタンメトリー / 界面張力 / 電位振動 / Gemini型界面活性剤 |
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| 研究概要 |
本研究では、液|液界面に形成したランタノイドイオンとリン脂質の稠密層によってイオン移動が阻害されること、また、その阻害は界面電位差に依存して解除されることを見出した。このような界面分子集合体の形成・崩壊にともなうイオン移動は、生体膜でのイオン透過部位の開閉を想起させ、‘極大波'を原因とする振動とは異なった新しい振動反応を生み出す可能性を示した。
振動の時間的制御として、分子集合体の形成速度が、多価金属イオン、例えばランタニドイオンの種類・濃度、水溶液のpH、有機相中のリン脂質の濃度により制御可能であることを明らかにした。この関係を利用すれば、振動周期と系の化学的性質を定量的に結びつけることが可能となる。さらに、化学的性質の異なるリン脂質を混合することにより、リン脂質層の崩壊過程がより短時間で生じ、稠密度や安定な電位領域を大幅に改善できることが分った。これにより電位・電流振動の周期が短縮される。
振動の空間的制御として、混合リン脂質系で水相のpHを制御することにより、混合リン脂質層が不均一に生成し、ある電位で一部のドメイン領域が崩壊することがわかり、振動の空間的制御を可能とする結果を得たこれにより、イオン透過量の制御が可能となり、そのサイズに依存してnAあるいはpAオーダーで量子化された電流振動の実現も可能となる。また、ドメインサイズの微小化は集合体形成・破壊の速度論や物質の拡散過程に影響を及ぼすと考えられ、msecオーダーの振動周期の実現も期待される。
単純な4級アンモニウム型のカチオン性界面活性剤でありながら、強い界面活性能をもつビスアンモニウムイオンは、液液界面において印加電位でその吸脱着挙動を制御できる。本研究では、ビスアンモニウムイオンの側鎖と架橋鎖により吸着-脱着電位がどう変わるかを理論的・実験的に明らかにした。
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