| 研究課題/領域番号 |
20K21241
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分36:無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
菅原 義之 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (50196698)
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| 研究分担者 |
國武 雅司 熊本大学, 産業ナノマテリアル研究所, 教授 (40205109)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | ヤヌス材料 / ナノシート / 界面活性 / グラフト反応 / インターカレーション / ヤヌスナノシート / 乳化剤 / on water reaction |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、表と裏に親水性と親油性を有するヤヌスナノシートを六ニオブ酸カリウムから合成し、これを用いてoil in waterエマルションを安定化させる。通常の界面活性剤と異なり、シート形状が不均一なヤヌスナノシートではエマルションの液-液界面を完全に覆うことはできないと考えられ、通常安定に存在し得ない直接2液が接している界面が存在すると期待される。そこで、“on water reaction”を、ナノシートが可溶化した有機化合物と水の界面で行い、直接 2液が接している界面の存在とその新奇な界面の反応性を示す。
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| 研究成果の概要 |
六ニオブ酸カリウム三水和物が，2種類の反応性の異なる層間（層間Iと層間II）が積層方向で交互に存在するユニークな層状構造を有することを利用し，層間Iの層表面をフェニルホスホン酸で，層間IIの層表面をリン酸でそれそれ修飾した後剥離することにより，水分散性ヤヌスナノシートを作製した．得られた水分散性ナノシートは水-トルエン二相系でoil-in-water型エマルションを形成した．ヤヌスナノシートで形成したエマルションでon water reactionを行なったところ，液-液界面が優れた反応場であることが明らかとなった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
エマルションは，水と油（有機溶媒）が分散している状態で，一般に界面活性剤を用いて安定化させている．本研究は，ナノシートの表面と裏面に異なる官能基を固定化したヤヌスナノシートを水に分散するように設計し，これを用いて水中に有機溶媒であるトルエンが分散しているエマルションを安定化させた．このエマルションの水とトルエンが直接接触している界面が、界面で起こる反応の優れた反応場であることを示した．
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