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2017 年度 実績報告書

ずり流動場下で形成されるラメラ-オニオン中間構造と長距離配向秩序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15H03711
研究機関首都大学東京

研究代表者

加藤 直  首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (30142003)

研究分担者 川端 庸平  首都大学東京, 理工学研究科, 助教 (50347267)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードソフトマター物理 / 界面活性剤 / X線小角散乱 / 光散乱 / レオロジー / リオトロピック液晶 / 膜 / ベシクル
研究実績の概要

界面活性剤ラメラ相がずり流動場によりオニオン相に転移する現象は、多くの研究者の注目を集めているが,オニオン相の形成条件や転移機構については不明の点が多い。我々は以前,非イオン界面活性剤C14E5と水の2成分系において,ずり流動場下の温度変化に伴うラメラ→オニオン→ラメラ転移を初めて見出し,オニオン相の形成条件解明に大きく貢献した。本研究では,ずり応力/小角光散乱同時測定(rheo-SALS)と高輝度X線ビームを用いたrheo-SAXS測定により,ラメラ/オニオン中間構造を解明することを目的の1つとした。
29年度は、① 27年度に製作したSAXS/SALS共用の少量試料用二重円筒セルを,放射光科学研究施設(PF)BL-15A2に設置し,C14E5/水系ラメラ相のrheo-SAXS測定を行った。28年度の実験により,ラメラとオニオンの中間のずり速度領域において,shear thickening領域が二箇所(Ⅰ,Ⅱとする)あり,その間にshear thinning領域が存在することを見出している。今回の測定の結果,Iより低いずり速度領域ではneutral(A),flow(B),速度勾配(C)各方向の回折強度はC >> A >> Bの関係にあるのに対して,ⅠとⅡの間では,C ~ A >> Bとなり,棒状の多重膜ベシクルが,定常状態として存在することが示唆された。回折強度の方位角依存性から棒の軸比を見積もった結果,ずり速度上昇と共に約5から1(オニオン相)に減少した。② 28年度に制作したrheo-SALS装置を用い,同一の試料セルで測定を行った結果,IとⅡの間ではneutral方向に広がったSALSパターンが観測された。ずり速度上昇に伴いneutral方向の広がりの減少と,flow方向の広がりの微増が見られ,①のrheo-SAXSの解析結果と矛盾しないことがわかった。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Shear-Induced Lamellar/Onion Transition in Surfactant Systems2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kato
    • 雑誌名

      Advances in Biomembranes and Lipid Self-Assembly

      巻: 27 ページ: 187-222

    • DOI

      org/10.1016/bs.abl.2017.12.006

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrophilic and hydrophobic tail effects on vesicle formation in a non-ionic surfactant aqueous solution below the Krafft temperature2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawabata, K. Ohmoto, A. Murakami, Y. Takahashi, Y. Yamauchi, T. Kato
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces A

      巻: 520 ページ: 779-787

    • DOI

      org/10.1016/j.colsurfa.2017.01.090

    • 査読あり
  • [学会発表] 低ずり速度領域で定常状態として存在するラメラ/オニオン中間構造2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木健斗,川端庸平,菜嶋健司,大野宏策,加藤 直
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] Shear-Induced Structural Transition in the Surfactant Lyotropic Phase2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kato
    • 学会等名
      2nd Asian Conference on Oleo Science (ACOS 2017)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 低ずり速度領域で形成されるラメラ/オニオン中間構造2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木健斗,川端庸平,菜嶋健司,大野宏策,加藤 直
    • 学会等名
      第68回コロイドおよび界面化学討論会
  • [備考]

    • URL

      http://www.comp.tmu.ac.jp/tkato/

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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