両親媒子を含む三元系液体の双連続構造とダイナミックス

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09640466
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 武田 隆義 広島大学, 総合科学部, 助教授 (70034593)
• 研究分担者: 瀬戸 秀紀 広島大学, 総合科学部, 助手 (60216546)
• キーワード: 中性子スピンエコー / ダイナミックス / 中性子散乱 / 複雑液体 / 両親媒性分子 / 界面活性剤 / マイクロエマルション / 膜

研究概要

1. 中性子スピンエコー分光器の整備
昨年度作製した高圧セルを実用化し、高圧下における中性子スピンエコー実験を開始した。2次元位置敏感検出器を設置し、予備テストで4倍の測定中性子強度の増加を確認した。
2. 両親媒子を含む三元系液体のダイナミックス
両親媒子系複雑液体の構造の動的ゆらぎを測定し、これらのダイナミックスを支配する相互作用を明らかにするために上記の分光器を用いて中性子スピンエコー実験を行った。
(1) 双連結型マイクロエマルションのダイナミックス
非イオン性両親媒子を含むn-オクタン-水-C_<12>E_5系での双連結型マイクロエマルションの低温相および高温相、ラメラ相について内部界面の波状ゆらぎに関するダイナミックスを調べ、最近Zilmanらによって提唱された界面膜の波状ゆらぎのダイナミックスの理論が成り立つことを中性子スピンエコー法で初めて実証し、界面の曲げの弾性率を求め、論文として発表した。
(2) 脂質膜の波状運動
ラメラ構造での脂質膜の波状運動のメカニズムを明らかにするために、リン脂質DPPC-水系に塩化カルシウムを加えた系で脂質2重層膜の波状ゆらぎに関るダイナミックスを調べ、Zilmanらの理論からラメラ相での脂質2重層膜の曲げの弾性率を求め、論文として発表した。
(3) 紐状ミセルの集団運動
非イオン性両親媒子C_<16>E_7-水系の紐状ミセルを中性子スピンエコー法で調べ、Zilmanらの理論を適用し、紐状ミセルの集団運動が低濃度領域ではミセルの自由拡散、高濃度領域ではレプテーション運動に支配されていることを提唱し、論文として発表した。
(4) 温度・圧力誘起構造相転移とダイナミクス
イオン性両親媒子AOT/水/n-デカン3元系で温度上昇でも圧力上昇でも同様の構造相転移を示す組成について中性子スピンエコー実験を行い、Zilmanらの理論を適用した。得られた膜の曲げの弾性率から温度と圧力による構造相転移は異なった機構を持っていることを提唱し、論文として発表した。
3. 両親媒子を含む三元系液体の構造相転移
イオン性両親媒子AOT/水/油の三元系マイクロエマルションの圧力による構造相転移を高圧下における中性子およびX線小角散乱により調べ、論文として発表した。

研究成果

• [文献書誌] S.K.Ghosh: "Phase transition between microemulsion and lamellar phase in C_<12>E_5/water/n-octane amphiphilic system." Jpn.J.Appl.Phys.37. 919-924 (1998)
• [文献書誌] M.Nagao: "A small angle neutron scattering study of a pressure effect on structures in a ternary microemulsion system." Physica B. 241-243. 970-972 (1998)
• [文献書誌] H.Seto: "A pressure induced phase transition in a ternary microemulsion with an assembly of a new high pressure cell and small angle X-ray scattering apparatus." Jpn.J.Appl.Phys.38. 951-956 (1999)
• [文献書誌] H.Seto: "Collective motions of a network of wormlike micelles" J.Phys.Chem.Solids.印刷中. (1999)
• [文献書誌] M.Nagao: "Temperature and pressure-induced phase transition in a ternary microemulsion system." J.Phys.Chem.Solids.印刷中. (1999)
• [文献書誌] T.Takeda: "Neutron spin echo investigations of membrane undulations in complex fluids involving amphiphiles" J.Phys.Chem.Solids.印刷中. (1999)
• [文献書誌] T.Takeda: "Improvement of neutron spin echo spectrometer at C2-2 of JRR3M." J.Phys.Chem.Solids.印刷中. (1999)
• [文献書誌] M.Nagao: "A small angle neutron scattering study of a pressure induced phase transition in a ternary microemulsion composed of AOT, D_20, and n-decane" Phys.Rev.E. 59. 3169-3176 (1999)
• [文献書誌] T.Kanaya: "Neutron spin echo studies on dynamics of polymeric micelles" J.Phys.Chem.Solids.印刷中. (1999)
• [文献書誌] H.Seto: "A neutron spin echo study of network of wormlike micelles" Slow Dynamics in Complex Systems, eds.M.Tokuyama and I.Oppenheim, AIP Conf.Proc.(1999). 印刷中. (1999)
• [文献書誌] M.Nagao: "Neutron spin echo studies on structural phase transitions induced by temperature and pressure in a ternary microemulsion" Slow Dynamics in Complex Systems, eds.M.Tokuyama and I.Oppenheim, AIP Conf.Proc.(1999). 印刷中. (1999)
• [文献書誌] T.Takeda: "Neutron spin echo investigations on the slow dynamics in complex fluids involving amphiphiles" Slow Dynamics in Complex Systems, eds.M.Tokuyama and I.Oppenheim, AIP Conf.Proc.(1999). 印刷中. (1999)