| 研究課題/領域番号 |
15K05627
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| 研究機関 | 京都工芸繊維大学 |
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研究代表者 |
則末 智久 京都工芸繊維大学, 材料化学系, 准教授 (40324719)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 高分子材料物性 / 超音波 / 散乱 / 微粒子 / マイクロカプセル |
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| 研究実績の概要 |
マイクロカプセルは、ドラッグデリバリーシステムや、医療用超音波顕微鏡の造影剤等、様々な用途に用いられる。機能性分子の放出特性や、造影剤の安定性を制御するためには、柔らかいシェル部分の力学物性を、液中非接触で得ることが必要となる。本研究では、超音波散乱法を駆使したマイクロカプセル懸濁溶液の新しい構造・物性研究を展開する。(1)超音波が力学歪みを伝搬する波である事に着目すれば試料の粘性や弾性等の情報を得ることが出来るが、同時に(2)超音波散乱の波動的側面に着目すればミクロ構造に関する情報が得られる。そこで、本研究では(1)と(2)の両方を有する超音波散乱法だから実現する特定部位の力学情報を得る方法論の確立と、刺激応答マイクロカプセルを用いた応用研究を行う事を目的とする。
本年度は、モデル中空粒子を用いた超音波スペクトロスコピー実験を行い、マイクロカプセル懸濁液の非接触解析方法の確立を目指した。用いる粒子は、標準粒子もしくは研究室で合成するガラス中空粒子であり、得られた結果に対して散乱関数モデルと分散系を組み合わせた理論解析を行った。なお、電子顕微鏡や原子間力顕微鏡など他の方法で確認した粒径やシェル厚み、弾性率等のデータと比較した。ホウケイ酸ガラスの中空粒子の分散水溶液の超音波解析を行ったところ、懸濁液の超音波減衰率と音速は、微粒子の性質を反映した情報を与えることがわかった。具体的には、走査型電子顕微鏡（SEM）で粒子径をあらかじめ校正しておき、また文献で得た弾性率等を既知の固定パラメータとして解析することで、減衰率と音速の周波数依存性に対する散乱関数論の妥当性が示された。中空粒子の散乱関数論の妥当性が示されたので、今後は逆に超音波解析から粒子径とカプセルの弾性率の評価が可能である。
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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
当初の計画通りに実験、解析、検討が行えた。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後、そのモデルを用いて感熱応答マイクロカプセルの温度変化に伴うシェルの収縮挙動をモニタリングを試みる。これにより、内部に機能性分子を封止したカプセルからの放出特性を別途観察しながら、シェルの厚みと力学物性の変化を同時に解析でき、放出制御の方法論も提案可能になると期待される
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