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2018 年度 実績報告書

固体/非水溶液界面に対する両親媒性物質の吸脱着挙動解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K05669
研究機関東京理科大学

研究代表者

酒井 健一  東京理科大学, 理工学部先端化学科, 講師 (20453813)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード両親媒性物質 / 吸着 / 界面 / 原子間力顕微鏡 / 水晶振動子マイクロバランス
研究実績の概要

固体と溶液の界面に対する両親媒性物質(界面活性剤)の吸脱着挙動を解明することは、幅広い化学産業分野の発展に資する実学である。しかし、これまでに行われてきた非水媒体中での検討は極めて限定的かつ離散的であった。そこで本課題では、原子間力顕微鏡(AFM)法と水晶振動子マイクロバランス(QCM-D)法を主要な解析手法と位置づけ、固体/非水溶液界面に対する両親媒性物質の吸脱着挙動を評価し、得られた知見の体系化をめざしてきた。
平成30年度は主に、オレイン酸を出発原料とし、親水部としてカルボン酸を有するジェミニ型両親媒性物質を合成し、その親水性固体(シリカ・酸化鉄)表面に対する吸脱着挙動を極性油(エステル油)中で評価した。前年度までの研究成果を考慮し、ジェミニ型両親媒性物質の濃度依存性やアルキル鎖長依存性、さらにはエステル油の種類に着目した検討も行った。その結果、ジェミニ型両親媒性物質の吸着量はエステル油中での溶解度に強く依存することがわかった。具体的には、ジェミニ型両親媒性物質の溶解度は比較物質として用いたオレイン酸やステアリン酸のそれよりも小さく、その結果、固体表面への吸着量は有意に多くなることがわかった。また、高極性のエステル油中に比べて、低極性のエステル油中ではジェミニ型両親媒性物質の溶解度は小さくなるので、吸着量は低濃度領域からでも多くなる傾向が示された。
こうした吸着量の差は吸着膜の耐圧縮性と摩擦低減能に影響することもわかった。すなわち、ジェミニ型両親媒性物質が形成した吸着膜は、耐圧縮性が高く、摩擦低減能に優れていることが示された。以上の研究成果は、固体/非水溶液界面に対する両親媒性物質の吸脱着挙動を体系的にとらえているばかりでなく、オレイン酸系ジェミニ型両親媒性物質の油性剤(摩擦低減剤)としての利用可能性を示唆するものである。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Friction and Adsorption Properties of Oleic Acid-Based Gemini Amphiphile at Silica/Ester Oil Interfaces2019

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Sakai, Ryo Ishimado, Yuichiro Takamatsu, Masaaki Akamatsu, Hideki Sakai
    • 雑誌名

      Journal of Oleo Science

      巻: 68 ページ: -

    • DOI

      10.5650/jos.ess19015

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 固/液界面における吸着現象の解析:原子間力顕微鏡(AFM)と水晶振動子マイクロバランス(QCM-D)の活用 (総説)2018

    • 著者名/発表者名
      酒井健一
    • 雑誌名

      日本接着学会誌

      巻: 54 ページ: 459-465

    • 査読あり
  • [学会発表] オレイン酸系ジェミニ型界面活性剤吸着系での固体/極性油界面における摩擦特性2018

    • 著者名/発表者名
      石間戸凌・高松雄一朗・赤松允顕・酒井健一・酒井秀樹
    • 学会等名
      トライボロジー会議2018秋 伊勢
  • [学会発表] 固体/非水溶液界面に対するオレイン酸系ジェミニ型界面活性剤の摩擦および吸着特性2018

    • 著者名/発表者名
      石間戸凌・高松雄一朗・赤松允顕・酒井健一・酒井秀樹
    • 学会等名
      2018年度 材料技術研究協会討論会
  • [学会発表] 固/液界面での吸着現象:基礎研究から実践的な研究まで2018

    • 著者名/発表者名
      酒井健一
    • 学会等名
      日本化学会 関東支部栃木地区講演会(2018年度第2回)
    • 招待講演
  • [学会発表] Adsorption Characteristics of Amphiphiles at Solid/Liquid Interfaces2018

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Sakai
    • 学会等名
      ACS on Campus
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2019-12-27  

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