疎水性ナノサイズ結晶粒子の生成機構と自己組織化

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14750610
• 研究機関: 姫路工業大学
• 研究代表者: 前田 光治 姫路工業大学, 大学院・工学研究科, 講師 (00264838)
• キーワード: nano-size cluster / nano-size nuclei / crystallization / emulsification / mutual solubility / solid solubility / separation / impurity distribution

研究概要

前年度までの研究で,水溶液中での疎水性物質の乳化・結晶化をコントロールする2つの物理化学的に異なる溶解度の存在を推算し,さらにその場観察でそれらを確かめた.また,希薄に疎水性物質が溶解している水溶液からの晶析実験によりナノメーターサイズの結晶粒子の生成をAFMにより観察できた.よって,この方法は希薄なゆえに結晶核のまま大きさを制御できる優れた操作であると考えられた.
今年度は,水溶液中の疎水性結晶のサイズをDLSにより直接測定し,さらに結晶サイズの動的変化を観察した.その結果,疎水性物質の希薄溶解度の濃度領域により結晶粒子サイズが異なり,より低温で希薄な濃度領域では結晶核が生成するが,高温の希薄溶解度領域では,エマルション(クラスター)が観察された.これらのサイズに対する操作因子(エタノール濃度,温度,時間)の影響を整理している.さらに,熱分析によりナノサイズの構造物の熱的測定を進めている.次に,分子シミュレーションの結果では,混合飽和脂肪酸の挙動がシミュレートされ,実測値の相図とほぼ一致することが分かった.水溶液での希薄な飽和脂肪酸挙動と核とクラスターの違いについて現在進めている.

研究成果

• [文献書誌] K.Maeda, H.Kuramochi, T.Shinkawa, K.Fukui: "Solubility of Two Salts Containing Sulfate and Chloride Ions in Water for Ternary Systems at 313 K"J.Chem.Eng.Data. 47. 1472-1475 (2002)
• [文献書誌] K.Fukui, K.Maeda: "Effects of Crystal Growth Rate and Heat and Mass Transfer on Solute Distribution"Chem.Eng.Sci.. 57. 3133-3140 (2002)
• [文献書誌] H.Miki, K.Fukumoto, K.Maeda, K.Fukui: "Inclusion of Mother Liquor inside KCl crystals in a Continuous MSMPR Crystallizer Crystallizer"J.Chem.Eng.Japan. 35. 1146-1150 (2002)
• [文献書誌] K.Maeda, W.Matsuoka, T.Fuse, K.Fukui, S.Hirota: "Solid-Liquid Phase Transition of Binary Lennard-Jones Mixtures on Molecular Dynamics Simulations"J.Mol.Liq.. 102. 1-9 (2003)
• [文献書誌] K.Maeda, E.S.Chandra, H-M.Ang, M.Tade, W.Matsuoka, K.: "Solubility of Manganese Sulfate Monohydrate in the Presence of Trace Quantities of Magnesium Sulfate Heptahydrate in Water"DCEMP J.. (in press). (2003)
• [文献書誌] K.Maeda, M.Naruse, M.Hideo, K.Fukui: "Formation of Nanometer Size Crystals of Hydrophobic Substance in Aqueous Solution"Proc.6th Korea-Japan Symposium on Separation Technology, Tokyo. 281-284 (2002)