| 研究課題/領域番号 |
15H03843
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
跡部 真人 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 教授 (90291351)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | グリーンケミストリー / ナノエマルション / 超音波乳化 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では界面活性剤や乳化安定剤といった化学的な分散剤を一切用いることなく、周波数の異なる超音波を逐次的に照射するだけで、透明でしかも安定なナノエマルション作製を可能にする新技術「タンデム式超音波乳化法」の開発を目的とする。また、得られた各種ナノエマルションを材料合成のテンプレートへと展開し、機能性材料の創製に繋げる。さらに該技術を基盤としたナノエマルション溶液の連続的な生産システムを構築し、実用化に向けた応用提案を行うことを最終目標に掲げている。
予備研究で実施したMMAのタンデム式超音波乳化法において、用いた超音波発振子の最高周波数は2.4 MHzであり、また、それを用いた場合のMMA液滴のサイズはおよそ20 nmにとどまっている。すなわち、タンデム式超音波乳化法によってさらにどの程度のサイズにまで細分化されるのか、その限界値については依然未確認であった。そこで本年度は現在の超音波工学の技術において作製可能な発振子の最高周波数である5 MHzの超音波を導入し、これまでに実施してきた20 kHz → 500 KHz → 1.6 MHz → 2.4 MHzによるタンデム式超音波乳化法に5 MHzによる超音波乳化を加え、エマルション液滴のさらなる微細化を実施したところ、10nm程度にまでMMA液滴のサイズを細分化することに成功した。また、各周波数の超音波乳化時間とエマルション液滴の粒径分布との相関性を明らかにし、単分散性の向上を実現するための最適条件を導出することにも成功した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
エマルション油滴の微細化は超音波キャビテーションの作用によるため、キャビティーサイズがより微小となる5.0 MHzの超音波導入は現有の2.4 MHzまでのタンデム超音波乳化によって生成される油滴をさらに微細化するという予想を検証することが出来た。また、各周波数の超音波乳化時間とエマルション液滴の粒径分布との相関性を予定通り、明らかにし、単分散性の向上を実現するための最適条件を導出することも達成された。
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| 今後の研究の推進方策 |
タンデム超音波乳化法の基礎原理や基盤技術がこれまでに確立されたので、今後はタンデム式超音波乳化法の実用化に向けた応用提案を行う。具体的には連続的な生産システムを構築することは想定している。
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