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規則細孔構造を有する膜を利用したダブルエマルションプロセッシング技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K06835
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 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関工学院大学

研究代表者

赤松 憲樹  工学院大学, 先進工学部, 准教授 (50451795)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード多孔膜 / ダブルエマルション / マイクロ流体デバイス / 膜乳化 / 化学工学 / マイクロ・ナノデバイス / 膜 / エマルション
研究成果の概要

ダブルエマルションが多孔膜を透過するときに起きる現象を明らかした.多孔膜内部を直接観察することができないため,ソフトリソグラフィー技術を用いて細孔構造を模倣したPDMS製規則多孔体を作製し,ガラスキャピラリーデバイスを用いて調製したO/W/Oエマルションの透過挙動を直接した.その結果,(a)変形するが分裂せずどちらかの流路へ流れる,(b)2つの小さなダブルエマルションに分裂する,(c)中間相が剥ぎ取られ,中間相が薄く小さなO/W/Oダブルエマルションと,小さなW/Oエマルションに分裂する,3つの透過・分裂挙動を捉えることができた.またダブルエマルションを鋳型とした機能性微粒子の調製に成功した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

液滴径が 50 μm より小さく,単分散なダブルエマルション液滴を調製する技術は,ほとんど研究開発が行われていない.我々は,単分散で液滴径の大きなダブルエマルションを従来のマイクロ流体デバイスを用いた技術で調製した後,膜で処理することでこれを達成する技術を有するが,膜内部のダブルエマルション分裂挙動に関する知見はほぼ得られていなった.本研究を通して,膜内部のダブルエマルション分裂挙動を可視化することに成功し,現象を理解することができた.この知見は,今後,機能性微粒子の調製などさまざまな場面で非常に役立つと考えられる.

報告書

(4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
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] A facile microencapsulation of phase change materials within silicone-based shells by using glass capillary devices2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Akamatsu, Masaya Ogawa, Ryo Katayama, Keiko Yonemura, Shin-ichi Nakao
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects

      巻: 567 ページ: 297-303

    • DOI

      10.1016/j.colsurfa.2019.01.076

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Observation of Splitting in Oil-In-Water-In-Oil Emulsion Droplets via a Microchannel Mimicking Membrane Pores2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Akamatsu, Koki Minezaki, Masumi Yamada, Minoru Seki, Shin-ichi Nakao
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 33 号: 49 ページ: 14087-14092

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.7b03331

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] マイクロ流体デバイスを利用した相変化物質封入マイクロカプセルの開発2018

    • 著者名/発表者名
      赤松憲樹,小川真弥,片山涼,米村恵子,中尾真一
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Microchannel mimicking membrane pores to observe splitting behaviors of double emulsion droplets2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Akamatsu, Koki Minezaki, Masumi Yamada, Minoru Seki, Shin-ichi Nakao
    • 学会等名
      15th International Conference on Microreaction Technology (IMRET15)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 膜細孔を模倣したマイクロチャネル内におけるダブルエマルションの分裂挙動2018

    • 著者名/発表者名
      赤松憲樹,峯崎航希,山田真澄,関実,中尾真一
    • 学会等名
      化学工学会第83年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Preparation of Double Emulsion Droplets with Thin Shells Using Membrane-Integrated Microfluidic Devices2016

    • 著者名/発表者名
      K. Akamatsu, S. Kanasugi, T. Mugitani, S. Nakao
    • 学会等名
      14th International Conference on Microreaction Technology (IMRET14)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Permeation of monodisperse double emulsion droplets through Shirasu Porous Glass (SPG) membranes2016

    • 著者名/発表者名
      K. Akamatsu, S. Kanasugi, T. Mugitani, S. Nakao
    • 学会等名
      The 10th Conference of Aseanian Membrane Society (AMS 10)
    • 発表場所
      Nara, Japan
    • 年月日
      2016-07-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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