2018 年度研究成果報告書

自律走行油滴を利用した環境浄化システムの開発

研究課題

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研究課題/領域番号	17K14523
研究種目	若手研究(B)
配分区分	基金
研究分野	グリーン・環境化学
研究機関	静岡理工科大学
研究代表者	南齋勉静岡理工科大学, 理工学部, 准教授 (20563349)
研究協力者	笠井啓伍重本彩
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2019-03-31
キーワード	アクティブマター / 汚染除去材料 / 非線形現象
研究成果の概要	陽イオン界面活性剤を含む水溶液中において，イオン会合反応する溶質を含むニトロベンゼン油滴を滴下すると，自発的に油滴が走行する現象が見られる。油相溶質や溶媒の水相への溶出は，溶質間の反応や油水界面の界面張力に影響すると予想されるが，自発走行油滴の運動性に与える影響は未だ明らかになっていない。本研究では，水相pHを変化させた場合や，水相極性を変化させた際の，油滴の運動性への影響を検討した。その結果，油滴走行は油相溶媒の溶出による界面張力変化ではなく，解離状態の油滴溶質の影響が大きいことが分かってきた。
自由記述の分野	環境化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	水中に低濃度で存在することから回収や分解が困難な界面活性剤を，基板上に静電吸着させることで濃縮させ，これを油滴が自発走行しながら回収していくことで，さらに効率的に濃縮できる。界面活性剤と天然有機物が混ざった複合廃液を生物処理すれば，易分解性の有機物が優先的に分解され難分解性である界面活性剤は残存することから，選択的に濃縮する手法が必要である。このシステムは溶質濃度の非平衡を利用するため，外力を全く必要としない省エネシステムであり，溶質の回収後は油滴ごと水相から分離するだけで良いため，非常に安価で簡便な手法である。