高分子ブラシによる表面改質を利用した非最密充填コロイド粒子膜の創製とその構造制御

• 研究課題/領域番号: 26420767
• 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: 佐賀大学
• 研究代表者: 森貞 真太郎 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60401569)
• 研究協力者: 大渡 啓介 ; 川喜田 英孝
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 粒子膜 / 高分子電解質 / 移流集積 / 非最密充填構造 / 自己集積 / 高分子ブラシ / 自己集積プロセス / シリカ粒子

研究成果の概要

カチオン性高分子電解質であるpoly(3-acrylamidopropyl trimethylammonium chloride) (PAPTAC)またはpoly(vinylbenzyl trimethylammonium chloride) (PVBTA)をシリカ粒子表面に修飾し，得られた粒子をマイカまたはガラス基板を用いた移流集積法に適用することで粒子膜の作製を行った．その結果，PAPTAC修飾シリカ粒子を用いると，いくつかの粒子がビーズ状に連なった構造の単粒子膜が得られたが，PVBTA修飾シリカ粒子を用いることで粒子同士が間隔を空けて配列した非最密充填構造の粒子膜を得ることに成功した．

研究成果

• [雑誌論文] Fabrication of non-close-packed colloidal monolayers by convective self-assembly using cationic polyelectrolyte-grafted silica particles (2015)
  • 著者名/発表者名: Shintaro Morisada, Shoko Kojima, Takahiro Sumi, Hidetaka Kawakita, Keisuke Ohto
  • 雑誌名: Colloid and Polymer Science 巻: 293 号: 10 ページ: 2985-2993
  • DOI: 10.1007/s00396-015-3706-5
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Fabrication of Non-Close-Packed Colloidal Layers by Convective Self-Assembly Using Polyelectrolyte-Grafted Silica Particles (2016)
  • 著者名/発表者名: Shintaro Morisada
  • 学会等名: The International Symposium on Preparative Chemistry of Advanced Materials
  • 発表場所: Shenyang, China
  • 年月日: 2016-12-08
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Effect of the Substrate Hydrophilicity on Colloidal Layers Prepared by Convective Self-Assembly Process (2016)
  • 著者名/発表者名: Miki Hayashi, Hidetaka Kawakita, Keisuke Ohto, and Shintaro Morisada
  • 学会等名: The International Symposium on Preparative Chemistry of Advanced Materials
  • 発表場所: Shenyang, China
  • 年月日: 2016-12-08
  • 国際学会
• [学会発表] 高分子電解質修飾シリカ粒子を用いたコロイド粒子膜の構造制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 森貞真太郎
  • 学会等名: 2016年度第１回粉体操作に伴う諸現象に関する勉強会
  • 発表場所: 八勝園湯元館，岐阜
  • 年月日: 2016-07-29
  • 招待講演
• [学会発表] 高分子修飾シリカ粒子を用いた移流集積における粒子-基板間相互作用の影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 林 実樹，川喜田英孝，大渡啓介，森貞真太郎
  • 学会等名: 第28回九州地区若手ケミカルエンジニア討論会
  • 発表場所: 休暇村志賀島，福岡
  • 年月日: 2016-07-23
• [学会発表] Fabricatoin of Colloidal Layers through Convective Self-Assembly Using Cationic or Anionic Polyelectrolyte-Grafted Silica Particles (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Sumi, Hidetaka Kawakita, Keisuke Ohto, and Shintaro Morisada
  • 学会等名: The 6th Saga University-Liaoning University Joint Seminar
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2015-12-10
  • 国際学会
• [学会発表] Colloidal Layer Fabrication by Convective Self-Assembly Using Polyelectrolyte-Grafted Silica Particles (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Sumi, Hidetaka Kawakita, Keisuke Ohto, and Shintaro Morisada
  • 学会等名: 2015 Taiwan/Korea/Japan Joint Meeting on Chemical Engineering
  • 発表場所: Kaohsiung, Taiwan
  • 年月日: 2015-11-06
  • 国際学会
• [学会発表] 高分子電解質修飾シリカ粒子を用いた移流集積法による単粒子膜の作製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 角 崇弘，川喜田英孝，大渡啓介，森貞真太郎
  • 学会等名: 化学工学会第47回秋季大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2015-09-10
• [学会発表] Effect of Substrate Surface Charge on Colloidal Layers Prepared by Convective Self-Assembly Process (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Sumi, Hidetaka Kawakita, Keisuke Ohto, and Shintaro Morisada
  • 学会等名: 3rd International Symposium on Host Compounds for Separation and Functionality in Saga
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2015-07-19
  • 国際学会
• [学会発表] 高分子電解質修飾シリカ粒子を用いた粒子膜作製における基板電荷の影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 角 崇弘，川喜田英孝，大渡啓介，森貞真太郎
  • 学会等名: 第26回九州地区若手ケミカルエンジニア討論会
  • 発表場所: 伊万里グランドホテル
  • 年月日: 2015-07-17
• [学会発表] 高分子修飾シリカ粒子を用いた単粒子膜の作製と膜構造に対する基板電荷の影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 角 崇弘，牟田諭司，川喜田英孝，大渡啓介，森貞真太郎
  • 学会等名: 第52回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場
  • 年月日: 2015-06-27
• [学会発表] Non-Close-Packed 2D Colloidal Array Prepared by Using Polymer-Grafted Silica Particles (2015)
  • 著者名/発表者名: Shintaro Morisada, Shoko Kojima, Takahiro Sumi, Hidetaka Kawakita, and Keisuke Ohto
  • 学会等名: The 5th International Colloids Conference 2015
  • 発表場所: Amsterdam, the Netherlands
  • 年月日: 2015-06-22
  • 国際学会
• [学会発表] Preparation of Non-Close-Packed Colloidal Array by Convective Self-Assembly Using Polymer-Grafted Silica Particles (2015)
  • 著者名/発表者名: Shintaro Morisada, Shoko Kojima, Satoshi Muta, Hidetaka Kawakita, and Keisuke Ohto
  • 学会等名: The 15th Conference of the International Association of Colloid and Interface Scientists (IACIS 2015)
  • 発表場所: Mainz, Germany
  • 年月日: 2015-05-29
  • 国際学会
• [学会発表] Preparation of Non-Close-Packed Colloidal Array Using Polymer-Grafted Silica Particles (2014)
  • 著者名/発表者名: Nanami Hara, Satoshi Muta, Hidetaka Kawakita, and Keisuke Ohto
  • 学会等名: The 27th International Symposium on Chemical Engineering
  • 発表場所: Putra World Trade Center, Kuala Lumpur, Malaysia
  • 年月日: 2014-12-06
• [学会発表] 鎖長を制御した高分子修飾シリカ粒子からなる非最密充填コロイド粒子膜の作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 原奈菜美，川喜田英孝，大渡啓介，森貞真太郎
  • 学会等名: 化学工学会第46回秋季大会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2014-09-18
• [学会発表] カチオン性高分子修飾シリカ粒子を利用した非最密充填構造の粒子膜作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 原奈菜美，川喜田英孝，大渡啓介，森貞真太郎
  • 学会等名: 第65回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 東京理科大学
  • 年月日: 2014-09-05
• [学会発表] アニオン性高分子修飾シリカ粒子を用いた移流集積法のよるコロイド粒子膜の作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 角 崇弘，川喜田英孝，大渡啓介，森貞真太郎
  • 学会等名: 第25回九州地区若手ケミカルエンジニア討論会
  • 発表場所: ANAホリデイ・インリゾート宮崎
  • 年月日: 2014-07-26
• [学会発表] 移流集積法によるシリカ粒子膜構造への基板電荷の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 角 崇弘，川喜田英孝，大渡啓介，森貞真太郎
  • 学会等名: 第51回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場
  • 年月日: 2014-06-28