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2018 年度 実績報告書

界面活性剤や高分子ゲルのように振舞う有機溶媒水溶液

研究課題

研究課題/領域番号 15K05400
研究機関同志社大学

研究代表者

貞包 浩一朗  同志社大学, 生命医科学部, 准教授 (50585148)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード自己組織化 / 溶液 / 液体 / ソフトマター / 相転移 / 溶媒和 / レオロジー / 中性子散乱
研究実績の概要

3-メチルピリジンなどの有機溶媒の水溶液に拮抗的な塩(親水性イオンと疎水性イオンからなる塩)を加えることで、多重膜ベシクル構造などの秩序が形成される。また、このような溶液はずり粘稠化など、高分子ゲルのような振る舞いを示す。本研究では、界面活性剤や高分子を含まない溶液において、(1)多重膜ベシクルが形成されるメカニズム、(2)高分子ゲル的に振舞う要因について検証した。(1)については、まずラマン散乱の結果から、水/有機溶媒の界面にイオンが凝集することで「長距離静電斥力」が生じ、秩序を安定化させていることが示唆された。この解釈は、小角中性子散乱の結果からも支持された。更に、NMRの実験から、有機溶媒がイオンと強く結合することで膜のように振舞っていることも分かった。(2)については、Rheo-SANS測定(レオロジーとメゾ構造の同時測定)を行い検証した。その結果、多重膜ベシクルが形成される溶液に流れを加えることで、ナノ~マイクロメートルスケールの構造が大きく変化し、「繊維状構造」や微小サイズの「オニオン構造」が形成され、それらの摩擦の効果が寄与していることを示唆する結果が得られた。加えて、高分子ゲル的な振る舞いを示すサンプル条件(組成・温度)近傍において、溶液中に結晶構造が形成される現象を新しく発見した。現在、X線回折実験を行い、この結晶構造の詳細を調べている。以上の成果について、国際誌への投稿に向けて準備を進めている。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2018

すべて 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [学会発表] Hierarchical structures induced by antagonistic salts studied by small-angle neutron scattering, neutron spin echo, neutron reflection, and soft x-ray emission2018

    • 著者名/発表者名
      Koichiro Sadakane
    • 学会等名
      rd International Symposium of Quantum Beam Science at Ibaraki University
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 中性子散乱と光ピンセットを用いたソフトマテリアルの秩序形成の研究2018

    • 著者名/発表者名
      貞包浩一朗
    • 学会等名
      第35回関西界面科学セミナー
    • 招待講演

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公開日: 2019-12-27  

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