研究課題
本研究では、ひも状ミセル溶液において発現される高い粘弾性を、電気化学反応により制御する新規電気粘性(ER)流体の構築を目指して検討を行った。これまでに、電気化学活性なフェロセン修飾カチオン界面活性剤(FTMA)にサリチル酸ナトリウムを添加すると、ひも状ミセル形成により著しい粘弾性を発現し、電解酸化・還元により可逆的に粘性変化することを見いだしている。本年度は、高効率で粘弾性制御可能な系を構築することともに、電解過程における会合状態の変化を界面化学的手法により解析し、かつクライオ透過型電子顕微鏡により直接観察することにより、粘弾性制御機構を確立することを目的とした。(a)電解による粘性変化機構の解明クライオ透過型電子顕微鏡(cryo-TEM)観察および小角中性子散乱(SANS)測定により電気分解による粘弾性変化前後の分子集合形態を測定した。その結果FTMAの酸化割合の増加と共に、ひもミセルの長さが著しく短くなることを明らかにした。これらの知見から、本系における粘弾性変化機構を示した。(b)粘性変化機構と電気化学的挙動の相関についての検討粘弾性変化前後の溶液の電気化学的挙動を、サイクリックボルタンメトリーにより解析した。この結果を(a)で得られた知見と比較検討することで、電気化学応答性界面活性剤の電気化学的挙動と会合状態に関する相関を得た。(c)電気化学反応を利用した高効率な溶液粘性制御粘弾性変化の効率化を目指して新たに電解用セルを構築した。(1)電極面積を大きくする、(2)サンプル量を減少する、(3)支持電解質を改善する、の三点について改善したところ、短時間で効率よく粘性を制御できた。
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