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ミリ秒~ミクロン秒領域でのソフト界面吸着膜の緩和過程の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K05837
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 機能物性化学
研究機関九州大学

研究代表者

荒殿 誠  九州大学, 理学研究院, 特任教授 (20175970)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020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)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード表面吸着 / 表面粘弾性 / 表面光散乱 / 界面吸着 / 界面活性剤 / 粘弾性 / 水和 / 光散乱 / 電気二重層 / 表面・界面物性
研究成果の概要

電気毛管波(ECW)法ではリン脂質であるDC6PCと DC8PC混合水溶液の表面吸着膜の粘弾性を測定した。表面で形成されているジグザク構造の緩和特性はミリ秒単位であると結論した。
表面準弾性光散乱(SQELS)法では、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテル(CiEj)系列の水/空気に形成される表面吸着膜を実験対象とした。疎水基鎖長iを8および10に固定して、親水基鎖長jを1~6に変化させた。拡張弾性は吸着量の増加とともに急激に増加するが、低吸着量領域においては、ギブズ弾性よりも小さく、吸着量の高い領域では、拡張弾性がギブズ弾性よりも小さいことが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果のように、申請者自らの界面吸着の熱力学的手法(界面熱力学量や相図などによるマクロ描像)と構造科学的手法(界面全反射XAFS法や界面X線反射率法などによるミクロ描像)の研究成果とSQELS法やECW法による緩和過程の研究とを融合している研究グループは少ない。今回の研究により、ソフト界面の時空階層構造(ミリ秒~ミクロン秒の界面時間構造と、マクロ~ミクロの界面空間構造)を複合的かつ系統的に展開でき、その学術的意義は大きい。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Thinning and thickening transitions of foam film induced by 2D liquid-solid phase transitions in surfactant-alkane mixed adsorbed films2020

    • 著者名/発表者名
      Matsubara, H., Umezaki, T., Funatsu, T., Tanaka, H., Ikeda, N., Aratono, M
    • 雑誌名

      ADVANCES IN COLLOID AND INTERFACE SCIENCE

      巻: 282 ページ: 102206-102213

    • DOI

      10.1016/j.cis.2020.102206

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Common black film stability and synergetic adsorption in ionic?nonionic mixed surfactant systems2019

    • 著者名/発表者名
      Matsubara H.、Chida K.、Yoshimura M.、Aratono M.、Ikeda N.
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects

      巻: 582 ページ: 123932-123932

    • DOI

      10.1016/j.colsurfa.2019.123932

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unique Interfacial Phenomena on Macroscopic and Colloidal Scales Induced by Two-Dimensional Phase Transitions2019

    • 著者名/発表者名
      H. Matsubara, M. Aratono
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 35 号: 6 ページ: 1989-2454

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.8b01203

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface dilational viscoelasticity of aqueous surfactant solutions by surface quasi-elastic light scattering2018

    • 著者名/発表者名
      S. Ueno, Y. Takajo, S. Ikeda, R. Takemoto, Y. Imai, T. Takiue, H. Matsubara, M. Aratono
    • 雑誌名

      Colloid and Polymer Science

      巻: 296 号: 4 ページ: 781-794

    • DOI

      10.1007/s00396-018-4297-8

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of the Headgroup Structure on Counterion Binding in Adsorbed Surfactant Films Investigated by Total Reflection X-ray Absorption Fine Structure Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Imai Yosuke、Tokiwa Yuhei、Ueno Shusaku、Tanida Hajime、Watanabe Iwao、Matsubara Hiroki、Takiue Takanori、Aratono Makoto
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 91 号: 10 ページ: 1487-1494

    • DOI

      10.1246/bcsj.20180167

    • NAID

      130007498122

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of Surface Freezing on Stability of Oil-in-Water Emulsions2018

    • 著者名/発表者名
      Tokiwa Yuhei、Sakamoto Hiromu、Takiue Takanori、Aratono Makoto、Matsubara Hiroki、Bain Colin D.
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 34 号: 21 ページ: 6205-6209

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.8b01088

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ソフト界面吸着~マクロからミクロへ、静から動へ、面から線へ~2017

    • 著者名/発表者名
      荒殿 誠
    • 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
    • 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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