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2015 年度 実施状況報告書

吸着膜相転移をスイッチとして協同的に膜厚転移が起こる泡膜の新しい安定化メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 26400434
研究機関九州大学

研究代表者

松原 弘樹  九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (00372748)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード泡膜 / 界面活性剤 / 吸着膜相転移 / 分離圧 / 電気二重層
研究実績の概要

平成27年度は、昨年度に作成した薄膜圧バランス測定装置をテトラデカンと臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウムの空気-水界面混合単分子膜で安定化された泡膜に適用し、分離圧-膜厚曲線を測定した。特に界面活性剤濃度を一定にし温度を変化させる実験において、分離圧が低い領域では混合単分子膜の相転移温度と等しい温度で泡膜の膜厚転移が起こるのに対し、分離圧が高い領域では、単分子膜の相転移温度よりも低い温度で膜厚転移が起こることが明らかになった。これは分離圧が高い状態では、吸着膜直下に形成される電気二重層の構造が、単分子膜のそれとは大きく異なっていることを示唆している。このような推察は、従来の泡膜の研究においても指摘されていたが、今回、吸着膜相転移という現象をプローブとして用いることで、泡膜中では電気二重層の構造変化が確かに起こるということを実験的に示すことができたことには大変な意義があると考えられる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本課題のもともと計画は、1年目に分離圧測定装置を作成し、2年目に分離圧測定、また装置の作成と並行しながら混合単分子膜の電気二重層の構造を全反射XAFS測定で明らかにし、3年目に成果をまとめて論文誌に投稿の予定であった。1,2年目の進行状況は概ねこの通りであったが、研究実績概要に述べたように、吸着膜相転移が泡膜の膜厚転移に及ぼす効果の研究は、更に泡膜中と単分子膜状態での電気二重層構造の違いに関する有益な知見をもたらし得ることが明らかになった。そこで当初の計画を少し変更し、3年目にも上で述べた推察を裏付けるための実験を論文執筆に加えて行いたいと考えている。

今後の研究の推進方策

研究実績の概要、進捗状況の項目で述べたように、3年目はこれまでの成果を論文にまとめ、その他計画書に記載した情報発信を行っていく一方、より詳細に分離圧を制御しながら泡膜の膜厚転移が起こる温度を決定し、この情報をもとに電気二重層の構造が単分子膜の状態から、泡膜が薄くなるにつれてどのように変化していくのか定量的に明らかにする実験を行いたいと考えている。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] A competitive relationship between wetting of oil lens and condensed film formation of fluorinated alkanol at the air-water interface2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Tokiwa, K. Ibi, T. Toyomasu, H. Sakamoto, T. Takiue, N. Ikeda, M. Aratono, H. Matsubara
    • 雑誌名

      Journal of Nanoscience and Nanotechnology

      巻: -- ページ: --

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of Hydrophobic Chain Structure on Phase Transition and Domain Formation of Hybrid Alcohol Films Adsorbed at the Hexane/Water Interface2015

    • 著者名/発表者名
      K. Mitani, Y. Imai, T. Ina, K. Nitta, H. Tanida, T. Uruga, H. Matsubara, M. Aratono, T. Takiue
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 119 ページ: 12436-12445

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.5b07632

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adsorbed Film of n-Tetradecylphosphocholine at the Tetradecane/Water Interface Studied by Interfacial Tensiometry and X-ray Reflection.2015

    • 著者名/発表者名
      S. Hiraki, T. Goto, K. Nitta, H. Tanida, T. Uruga, H. Matsubara, M. Aratono, T. Takiue
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces A

      巻: 482 ページ: 454-463

    • DOI

      10.1016/j.colsurfa.2015.06.033

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Alkane Chain Length and Counterion on the Freezing Transition of Cationic Surfactant Adsorbed Film at Alkane Mixture-Water Interfaces2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Tokiwa, H. Sakamoto, T. Takiue, M. Aratono, H. Matsubara
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 119 ページ: 6235-6241

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.5b02448

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Liquid droplet coalescence and fragmentation at the aqueous-air surface2015

    • 著者名/発表者名
      P. Govind, B.M. Law, K. Ibi, B. Ushijima, F. Bret, M. Aratono, H. Matsubara
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 31 ページ: 132-139

    • DOI

      10.1021/la502163e

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 構造制御された吸着膜の相互作用の研究から泡・エマルションの安定性の問題へ2015

    • 著者名/発表者名
      松原弘樹
    • 学会等名
      花王株式会社和歌山研究所セミナー
    • 発表場所
      花王株式会社和歌山研究所
    • 年月日
      2015-12-21 – 2015-12-21
    • 招待講演
  • [学会発表] 陽イオン界面活性剤-非イオン界面活性剤混合吸着膜により形成された泡膜中における対イオン結合度の調整機構2015

    • 著者名/発表者名
      秦雄亮、吉村美紀、池田宜弘、瀧上隆智、荒殿誠、松原弘樹
    • 学会等名
      第65回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2015-09-10 – 2015-09-12
  • [学会発表] 薄膜圧バランス法による泡膜の分離圧等温線の測定2015

    • 著者名/発表者名
      船津光子、池田宜弘、瀧上隆智、荒殿誠、松原弘樹
    • 学会等名
      第65回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2015-09-10 – 2015-09-12
  • [学会発表] Regulation of Counterion Binding in the Foam Films Stabilized by Cationic-Nonionic Surfactant Mixed Adsorbed Films2015

    • 著者名/発表者名
      H. Matsubara
    • 学会等名
      International Conference of Colloids and Interface Science, 2015
    • 発表場所
      台湾科技大学
    • 年月日
      2015-07-22 – 2015-07-24
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effect of phase transition of surfactant adsorbed films on the stability of foam and emulsion systems2015

    • 著者名/発表者名
      H. Matsubara
    • 学会等名
      EMN Meeting on Droplets
    • 発表場所
      Holiday Inn Resort Phuket
    • 年月日
      2015-05-08 – 2015-05-11
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Impact of line tension on colloidal systems2016

    • 著者名/発表者名
      松原弘樹、瀧上隆智、荒殿誠
    • 総ページ数
      14
    • 出版者
      Wiley

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公開日: 2017-01-06  

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