| 研究課題/領域番号 |
20K05243
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| 研究機関 | 山形大学 |
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研究代表者 |
木島 龍朗 山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (50272084)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | ４級アンモニウムイオン / Bola型界面活性剤 / 粘性液体 / 会合挙動 / レオロジー特性 / 棒状ミセル構造 / 非ニュートン流体 |
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| 研究実績の概要 |
合成に成功した1,1'-ferrocene-bis(trimethyl ammonium bromide):[Bola-2]を用いて、NaSal（サリチル酸ナトリウム）による溶液粘性の変化について評価検討を行った。有機塩の添加により溶液粘性の増加が確認されたが、ある一定以上の有機塩濃度を超えると凝集体が生じることが分かった。粘性液体は、SAXS（小角Ⅹ線散乱測定）のCross-section plotから約40Åの分子が断面構造を形成する集合体から成ることが示唆された。また、DLS（動的光散乱測定）を用いた可溶化検討により、Bola-2がAnti型のベシクル様構造ではなく、Syn型の配置を採り、二つの親水基を外側に向けたミセル様の集合体を形成していることが考えられ、SAXSのKratky plotやレオロジー挙動からBola-2/NaSal混合系は、棒状ミセルを形成していると考えられることが新たに分かった。
また、電解酸化還元・化学的酸化還元による、溶液粘性の可逆性評価を行った結果、Bola-2/NaSal系粘性液体は、フェロセンの酸化に伴う粘性の低下（集合体の崩壊）を確認したが、電解還元による粘性の再増加を確認するには至らなかった。一方で化学的酸化還元による粘性の低下および再増加を確認することができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
合成に成功した目的化合物（Bola-2）にて、有機塩の添加による溶液粘性の発現やその会合体構造の解析、レオロジー特性などを評価することができた。また、外部刺激による会合体の崩壊－再形成に伴う溶液粘性の変化についても検討し、化学的な酸化還元では、その可逆性（粘性の低下および再増加）を確認することができた。しかし電解酸化還元では、凝集体が生成してしまい、粘性の再増加を達成することは、出来ていない。現在、酸化還元による会合体構造の変化について詳細に調査している。
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| 今後の研究の推進方策 |
電気的な刺激（電解酸化還元反応）による溶液粘性の可逆的制御については、まだ達成していないが、化学的な酸化還元反応を用いることで、その溶液粘性の可逆的制御は達成している。そこで、NaSal（サリチル酸ナトリウム）に代わる有機塩での評価，親水基部分の４級アンモニウムイオン構造に代わるクラウンエーテル環型カチオン界面活性剤による検討、を新たに計画したいと考えている。また、実施計画に沿って、得られた会合体を用いた徐放性・放出性の評価も進めていく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナウイルス感染症拡大防止のため、予定していた学会や出張がすべてオンラインになり、旅費による支出がなかったため。今回の事態で生じた助成金分は、次年度開催の学会旅費不足分への充当および消耗品や論文投稿費用への充当を考えている。
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