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多角形粒子の幾何学効果を利用したピッカリングエマルションの形態制御

研究課題

研究課題/領域番号 16K14463
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関九州大学

研究代表者

岩下 靖孝  九州大学, 理学研究院, 助教 (50552494)

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
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
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: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードエマルション / コロイド粒子 / 異方性粒子 / ナノ・マイクロ科学 / コロイド / 自己組織化
研究成果の概要

液体と液体あるいは気体の界面に付着できる微粒子は、液体と液体/気体の混合状態を強く安定化する。この混合状態はピッカリングエマルション(PE)と呼ばれ、自然界から工業材料に至るまで構造形成において重要な役割を果たしている。我々は正三-正六角形までの正多面体形状の板状微粒子に両親媒性を付与し、これらが液滴表面を最密的に被覆したPEを実現することに初めて成功した。このPEには粒子形状に依存した幾何学的特徴が強く反映され、特徴的な平面充填構造や正多面体構造が現れた。即ち、粒子形状がPEの自己組織化構造に及ぼす支配的な影響を解明し、PEのより深い理解と高度な制御への道を拓いた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、微粒子により安定化された液体-液体(気体)混合状態(ピッカリングエマルション、PE)において、その構造が粒子形状の影響を大きく受けることを解明した。これは生体内などの自然界におけるPEによる構造形成の理解に貢献するものである。またこれは同時に、正確に粒子形状を制御することにより、従来の界面活性微粒子あるいは界面活性剤ではできなかった、PEの構造の高度な制御や新規な構造の形成が可能となることを示している。よって本研究の成果は、例えば医療用マイクロカプセルの開発や不均一材料の微細な混合状態の制御など、先端材料の開発にもつながるものである。

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

    (16件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] 両親媒性ヤヌス粒子によるエマルションの構造2019

    • 著者名/発表者名
      岩下靖孝、小池涼太郎、野口朋寛、木村康之
    • 雑誌名

      月刊ファインケミカル

      巻: 3月号 ページ: 10-15

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] CONTROLLED ARMORING OF METAL SURFACES WITH METALLODIELECTRIC PATCHY PARTICLES2019

    • 著者名/発表者名
      野口朋寛、岩下靖孝、木村康之
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Emulsion Droplets Stabilized by Close-Packed Janus Regular Polygonal Particles2018

    • 著者名/発表者名
      Koike Ryotaro、Iwashita Yasutaka、Kimura Yasuyuki
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 34 号: 41 ページ: 12394-12400

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.8b02323

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 交流電場下で自己駆動する異方形状ヤヌス粒子の特異な挙動2019

    • 著者名/発表者名
      岩下靖孝, 江頭奈津実, 木村康之
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Mechanism of orientational ordering of patchy particles depends on packing density2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Iwashita, and Y. Kimura
    • 学会等名
      Designer Soft Matter 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Emulsions stabilized with dually anisotropic particles2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Iwashita, R. Koike, T. G. Noguchi, and Y. Kimura
    • 学会等名
      Designer Soft Matter 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 異方形状粒子のInduced Charge Electrophoresis2018

    • 著者名/発表者名
      岩下靖孝, 江頭奈津実, 木村康之
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Unique motion of a highly asymmetrically-shaped self-propelled particle2018

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Iwashita, Natsumi Eto and Yasuyuki Kimura
    • 学会等名
      Soft Matter Physics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金属―誘電体ハイブリッド粒子による金属表面の被覆2018

    • 著者名/発表者名
      野口 朋寛, 岩下 靖孝, 木村 康之
    • 学会等名
      第69回コロイドおよび界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 正多角形粒子を用いたPickering emulsionにおける粒子形状の効果2018

    • 著者名/発表者名
      小池 涼太郎、岩下 靖孝、木村 康之
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Micelles and emulsion droplets in amphiphilic Janus particle-water-oil ternary system2017

    • 著者名/発表者名
      T. G. Noguchi, Y. Iwashita, R. Koike and Y. Kimura
    • 学会等名
      10th Liquid Matter Conference
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 正多角形粒子を用いたPickering emulsionの形成2017

    • 著者名/発表者名
      小池 涼太郎、岩下 靖孝、木村 康之
    • 学会等名
      第68回コロイドおよび界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 正多角形粒子を用いたPickering emulsion における粒子形状の影響2017

    • 著者名/発表者名
      小池 涼太郎、岩下 靖孝、木村 康之
    • 学会等名
      第7回ソフトマター研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 多角形粒子によるPickering emulsionにおける粒子形状の効果2017

    • 著者名/発表者名
      小池 涼太郎, 岩下 靖孝, 木村 康之
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 形状と表面物性に異方性を持つ樹脂粒子の作成2016

    • 著者名/発表者名
      小池 涼太郎, 岩下 靖孝, 木村 康之
    • 学会等名
      第67回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      北海道教育大学旭川校
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 多角形粒子を用いたPickering Emulsion の形成2016

    • 著者名/発表者名
      小池 涼太郎, 岩下 靖孝, 木村 康之
    • 学会等名
      第122回日本物理学会九州支部例会
    • 発表場所
      福岡大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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