| 研究課題/領域番号 |
25350067
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| 研究機関 | 地方独立行政法人大阪市立工業研究所 |
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研究代表者 |
懸橋 理枝 地方独立行政法人大阪市立工業研究所, 有機材料研究部, 研究員 (70294874)
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| 研究分担者 |
東海 直治 地方独立行政法人大阪市立工業研究所, 有機材料研究部, 研究員 (40416300)
前田 悠 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 名誉教授 (20022626)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 低分子ゲル化剤 / アミドアミンオキシド / ゲル化温度 / 会合体 / 分子集合体 / cryo-TEM / 水素結合 / 分子間相互作用 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、新規アミドアミンオキシド型低分子ゲル化・増粘剤(AAO)を系統的に合成、種々の溶媒に対するゲル化挙動を分子設計にフィードバックし、分子の化学構造と溶媒中での会合体構造、ゲル物性を関連付けることを目指している。水素結合部位であるアミド基の数と配列、スペーサー長m、アルキル鎖長nはいずれも分子間相互作用に密接に関わっており、これらを適切に調節することが物性制御および構造形成に重要である。
今回は、溶媒を水とし、アミド基の数と配列を固定（アミド基を3個向い合せに配置したCNC型）、mおよびnを変化させ、ゲル化温度(Tg)、粘度のせん断速度依存性を評価した。また、極低温透過電子顕微鏡(cryo-TEM)により会合体構造を観察し、Tgおよびチキソトロピー性との関係について検討した。
音叉振動式レオメータによりせん断速度を変化させて粘度を測定した。せん断印加により破壊されたゲル構造が回復しないため測定値に再現性は得られなかったものの、一部の試料ではせん断速度増加に伴い粘度は減少し、チキソトロピー性有無のスクリーニングは可能であった。次に、会合体構造へのスペーサー長mとアルキル鎖長nの効果を検討したところ、低曲率のリボン状会合体を形成するかどうかは主にアルキル鎖長できまること（nが11以上）、Tgはアルキル鎖長が短くてもスペーサー長を長くすることで調節可能であることがわかった。リボン状構造では回折像も得られており、規則的な配向をもつ結晶に近い構造といえる。
これまでの研究から、結晶化しにくく安定であり、かつ一旦破壊されても容易に再生するゲル・増粘溶液を得るには、リボン状よりもファイバー状会合体の形成が望ましいと考えられる。アルキル鎖長やスペーサー長の調節やプロトン化など適切な分子設計・条件設定により会合体構造を制御できることが明らかとなり、低分子ゲル化剤設計の大きな指針となると期待できる。
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