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2015 年度 実施状況報告書

電荷によるナノ構造形成とずり粘稠化機構

研究課題

研究課題/領域番号 15K05256
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

瀬戸 秀紀  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (60216546)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードずり粘稠化 / 静電相互作用 / 中性子小角散乱 / 中性子スピンエコー法 / 拮抗的塩 / 非イオン性界面活性剤 / ラメラ構造 / オニオン構造
研究実績の概要

非イオン性界面活性剤に親水性の陽イオンと疎水性の陰イオンからなる「拮抗的塩」を加えると、陽イオンが水の部分に、陰イオンが界面活性剤の疎水基部分に分布することにより界面活性剤膜間に静電的な相互作用が生じる。これにより、非イオン性界面活性剤の一種であるポリオキシエチレンC12E5の10%水溶液にNaBPh4等の拮抗的塩を加えると、bicontinuous構造からラメラ構造への変化が見られる。本研究ではC12E5の無塩水溶液とC12E5に拮抗的塩を加えた水溶液のそれぞれについてずり流動を加えた場合の構造形成を比較した。それによると、どちらの場合もずり流動により多重層ラメラのオニオンが形成されることが分かったが、拮抗的塩を加えた場合の方がよりはっきりとしたオニオンが形成され、しかも強いずり粘稠化が起きることが分かった。これはずり粘稠化に界面活性剤膜の間の電気的相互作用が影響することを示唆するが、静電相互作用のようなミクロな相互作用の変化がどのようにマクロ物性に影響するか、現在中性子小角散乱の実験結果を元に検討中である。また水と3メチルピリジンに拮抗的塩を加えた場合にもずり粘稠化が起きることを見つけているが、その場合のメカニズムとの関係についても検討中である。

以上の研究に加えて我々は、イオン液体にずり流動を加えた場合の粘性の変化の研究にも着手した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

J-PARC施設の故障により、2015年度はほとんど中性子実験ができなかったことによる。

今後の研究の推進方策

J-PARCは故障からの復旧して2015年度末から定常運転に入った。2016年度は予定通り運転が行われる予定であることから、中性子散乱実験も予定通り実施できるものと考えている。またアメリカ在住の研究協力者との共同研究により、追加実験を行う目処も立っている。更に研究分担者として理論家を追加して、データを解析を進める体制も整えた。

次年度使用額が生じた理由

海外における実験のビームタイムが確保できなかったため、そのための旅費を次年度に繰り越した。

次年度使用額の使用計画

2016年度は研究協力者を含め延べ2名の海外出張を予定している。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] NIST/Oak Ridge National Laboratory(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      NIST/Oak Ridge National Laboratory
  • [雑誌論文] Counterion effects on nano-confined metal-drug-DNA complexes2016

    • 著者名/発表者名
      N. Biswas, S. Chakraborty, A. Datta, M. Sarkar, M. K. Mukhopadhyay, M. K. Bela, and H. Seto
    • 雑誌名

      Beilstein Journal of Nanotechnology

      巻: 7 ページ: 62-67

    • DOI

      10.3762/bjnano.7.7

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Mechanism of Spontaneous Blebbing Motion of an Oil-Water Interface: Elastic Stress Generated by a Lamellar-Lamellar Transition2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Sumino*, N. L. Yamada, M. Nagao, T. Honda, H. Kitahata, Yuri B. Melnichenko, and H. Seto
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 32 ページ: 2891-2899

    • DOI

      0.1021/acs.langmuir.6b00107

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] J-PARCで見えたもの - 大強度パルス中性子源の威力2016

    • 著者名/発表者名
      瀬戸秀紀、高木成幸、海野昌喜、森一広
    • 雑誌名

      化学

      巻: 71 ページ: 68-69

  • [雑誌論文] マルチプローブによる物質構造の研究2015

    • 著者名/発表者名
      瀬戸秀紀
    • 雑誌名

      日本結晶学会誌

      巻: 57 ページ: 2-4

    • DOI

      10.5940/jcrsj.57.2

    • 査読あり
  • [学会発表] Spontaneous blebbing of interface between water and oil2015

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Sumino, Norifumi L. Yamada, Michihiro Nagao, Takuya Honda, Hiroyuki Kitahata, Yuri B. Melnichenko, and Hideki Seto
    • 学会等名
      iCeMS International Symposium: Hierarchical Dynamics in Soft Materials and Biological Matter
    • 発表場所
      京都大学(京都市左京区)
    • 年月日
      2015-09-23 – 2015-09-26
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tribology with Muon and Neutron2015

    • 著者名/発表者名
      H. Seto
    • 学会等名
      International Tribology Conference (ITC2015 TOKYO)
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都葛飾区)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Neutron Scattering: Useful Method to Understand Molecular Level Origin of Friction and Lubrication2015

    • 著者名/発表者名
      H. Seto
    • 学会等名
      International Meeting on Friction - from atomic to geophysical scales -
    • 発表場所
      東京大学地震研究所(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-09-14 – 2015-09-15
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Shear Thickening of Charged Membrane including Antagonistic Salt2015

    • 著者名/発表者名
      M. Nagao, Y. Kawabata, S. Kugizaki, R. Bradbury, K. Weigandt, K. Sadakane, and H. Seto
    • 学会等名
      European Conference on Neutron Scattering 2015
    • 発表場所
      Zaragoza (Spain)
    • 年月日
      2015-08-30 – 2015-09-04
    • 国際学会
  • [学会発表] Shear Thickening and Onion Formation of Non-ionic Surfactant Solution and the Effect of Charge2015

    • 著者名/発表者名
      M. Nagao, Y. Kawabata, S. Kugizaki, R. Bradbury, K. Weigandt, K. Sadakane, and H. Seto
    • 学会等名
      The 2nd Asia-Oceania Conference on Neutron Scattering
    • 発表場所
      Manly, NSW (Australia)
    • 年月日
      2015-07-19 – 2015-07-23
    • 国際学会
  • [学会発表] Inelastic / Quasi-Elastic Neutron Scattering Instruments in J-PARC2015

    • 著者名/発表者名
      H. Seto
    • 学会等名
      BIONEUTRON2015
    • 発表場所
      Lampedusa (Italy)
    • 年月日
      2015-05-23 – 2015-05-24
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 物質科学の最前線2015

    • 著者名/発表者名
      村上洋一、山田和芳、平賀晴弘、遠藤康夫、雨宮健太、瀬戸秀紀、神山崇、米村雅雄
    • 総ページ数
      248
    • 出版者
      共立出版
  • [備考] 瀬戸秀紀 研究内容

    • URL

      http://research.kek.jp/people/seto/works-j.html

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-01-24  

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