| 研究課題/領域番号 |
21H01969
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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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| 審査区分 |
小区分34020:分析化学関連
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
由井 宏治 東京理科大学, 理学部第一部化学科, 教授 (20313017)
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| 研究分担者 |
浦島 周平 東京理科大学, 研究推進機構総合研究院, 講師 (30733224)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
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| キーワード | 泡膜 / 光散乱 / 光干渉 / 粘弾性 / 界面活性剤 / 添加剤 / 顕微鏡 / レイリー散乱 / ラマン散乱 / イメージング / 黒膜 / レオロジー / 動的光散乱 / 単一泡膜 / 局所粘弾性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
泡膜の安定性の起源を、マクロな機械的物性である粘弾性と、ミクロな分子間相互作用を相関づけながら明らかにする。この目的を達成するため、同一点からの弾性・非弾性レーザー散乱光を計測し、イメージングできる装置を開発する。泡膜１枚内における局所粘弾性の不均一な空間分布とその時間発展，さらにその起源となる分子間力を計測分析する。これらの計測・相関解析を通じて、薄膜化した泡膜の構造安定性や最終的な崩壊挙動の支配要因を，分子レベルから実証的かつ定量的に明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
洗剤や食品等の製造・産業応用においては、泡膜の安定性制御が重要となる。泡膜の安定性制御にとって重要となる局所粘弾性物性について、泡膜１枚での計測を可能とする新たな光干渉イメージング手法を開発した。当該手法では動的光散乱を基盤とし，微弱な散乱信号をヘテロダイン光干渉法で信号増幅する。本研究では、泡膜の厚み減少の速度ならびに泡膜自体のゆらぎ運動に着目し、光干渉画像ならびに光散乱の時間変化とその自己相関解析から泡膜１枚における粘弾性物性の多角的評価を可能にした。アニオン性の主界面活性剤に対して様々な添加剤を加え、泡膜の薄くなる速度の違い、また泡膜の粘弾性物性への影響から、その分子起源を考察した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまで、泡膜の安定性はその集合体である泡沫の崩壊時間から見積もられてきたが、本研究では、分子膜からなる泡膜１枚の粘弾性計測を可能にしたことで、泡膜の安定性に関して、その分子起源に迫れるようになった。泡膜の安定性制御は、身の回りの数多くの衛生用品や、食品の食感制御など様々な分野において重要であり、環境負荷の少ない粘弾性制御方法の分子論からの確立は、持続可能な社会の構築の基盤技術となる。
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