微粒子由来凹凸構造を利用する気液分散体の安定化

2014 年度 実績報告書

• 研究領域: 生物多様性を規範とする革新的材料技術
• 研究課題/領域番号: 25120511
• 研究機関: 大阪工業大学
• 研究代表者: 藤井 秀司 大阪工業大学, 工学部, 准教授 (70434785)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 気液界面 / リキッドマーブル / 泡 / 高分子微粒子 / 吸着 / 分散体

研究実績の概要

本研究では、サブセルラーサイズの高分子微粒子からなる集合体を作製することで凹凸を形成し、その形状が生み出す撥水性を活かしたリキッドマーブル（Water-in-Air型気液分散系）の安定化を実現する。さらに、リキッドマーブル内部に泡が分散した多相気液分散系（Air-in-Water-in-Air型分散系）の構築、さらに多孔質高分子材料の創出を行い、材料化学分野へ研究を展開することを目的としている。平成26年度は、下記2項目について検討を行った。
1.高分子微粒子表面への水の濡れ性評価
微粒子集合体が形成する表面凹凸構造が、撥水性に与える影響を精査した。粒子表面への水の濡れ性は、粒子の気液界面における吸着エネルギーと相関しているため、気液分散体の安定性を評価する上で重要な因子である。その結果、凹凸構造を有する粒子集合体表面における水の接触角が、単一粒子表面における接触角より大きくなることが明らかになった。これは、粒子集合体上の水滴にピン止め効果が働き、準安定Cassie-Baxter状態を取っていることを意味している。当該項目は、界面化学を専門とする連携研究者である村上良博士（甲南大学）と連携して推進した。
2.気液分散体の安定化と機能性材料の創出
一種類の高分子微粒子のみを安定化剤として利用し、リキッドマーブルおよびその内部に泡が分散したAir-in-Water-in-Air型多相気液分散体の作製に成功した。さらに、多相気液分散体から水を蒸発させることで、多孔質高分子粒子材料の合成にも成功した。上記の分散体、機能性材料の構造評価、および比表面積等の物性評価を、電子顕微鏡、BET装置を用いて行った。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] シランカップリング剤処理層中の物理吸着分子の熱重量分析による定量 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中村吉伸*，山﨑諒太，下嶋康平，嘉流 望，藤井秀司
  • 雑誌名: 日本接着学会誌 巻: 51 ページ: 42-48
• [雑誌論文] Self-setting Particle-stabilized Emulsion for Hard-tissue Engineering (2015)
  • 著者名/発表者名: *Y. Iwasaki, Y. Takahata, S. Fujii
  • 雑誌名: Colloids Surf. B: Biointerf. 巻: 126 ページ: 394-400
  • DOI: 10.1016/j.colsurfb.2014.12.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] pH- and Temperature-responsive Aqueous Foams Stabilized by Hairy Latex Particles (2015)
  • 著者名/発表者名: *S. Fujii, K. Akiyama, S. Nakayama, S. Hamasaki, S. Yusa, Y. Nakamura
  • 雑誌名: Soft Matter 巻: 11 ページ: 572-579
  • DOI: 10.1039/C4SM02236J
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis and Characterization of Polypyrrole-platinum Nanocomposite-coated Latex Particles (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Takeoka, H. Hamasaki, Y. Harada, Y. Nakamura, *S. Fujii
  • 雑誌名: Colloid Polym. Sci. 巻: 239 ページ: 1483-1493
  • DOI: 10.1007/s00396-015-3534-7
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Influence of Particle Charge, Hydrophobicity and Packing Density on the Forces and Physical Properties of a Particulate Monolayer at an Air/aqueous Interface (2015)
  • 著者名/発表者名: *C. E. McNamee, M. Kappl, S. Fujii, S. Yusa, Y. Azakami, H.-J. Butt
  • 雑誌名: Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Asp. 巻: 未定 ページ: 未定
  • DOI: 10.1016/j.colsurfa.2014.12.035
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hollow Microspheres Fabricated from Aqueous Bubbles Stabilized with Latex Particles (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Nakayama, K. Fukuhara, Y. Nakamura, *S. Fujii
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 未定 ページ: 未定
  • DOI: doi.org/10.1246/cl.150161
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Thermo-Responsive Polypyrrole-Palladium Nanocomposite Particles Synthesized by Aqueous Chemical Oxidative Dispersion Polymerization (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Takeoka, S. Wada, S. Yusa, S. Sakurai, Y. Nakamura, *S. Fujii
  • 雑誌名: J. Adh. Soc. Jpn. (Special Issue, WCARP-V) 巻: 未定 ページ: 未定
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 定常直流電場下における平板電極間での油中マイクロ粒子の配列と周期運動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本 亮太, *山本 大吾, 塩井 章久, 藤井 秀司，栗村 朋, 吉川 研一
  • 雑誌名: 粉体工学会誌 巻: 51 ページ: 823-827
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the Mechanisms of Colloidal Self-assembly during Spin-coating (2014)
  • 著者名/発表者名: D. T. W. Toolan, S. Fujii, S. J. Ebbens, Y. Nakamura, *J. R. Howse
  • 雑誌名: Soft Matter 巻: 10 ページ: 8804-8812
  • DOI: 10.1039/c4sm01711k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stardust Interstellar Preliminary Examination IX: High-speed Interstellar Dust Analog Capture in Stardust Flight-spare Aerogel (2014)
  • 著者名/発表者名: *F. Postberg, J. K. Hillier, S. P. Armes, S. Bugiel, A. Butterworth, D. Dupin, L. A. Fielding, S. Fujii et al
  • 雑誌名: Meteor. Planet. Sci. 巻: 49 ページ: 1666-1679
  • DOI: 10.1111/maps.12173
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pickering Emulsion Engineering: Fabrication of Materials with Multiple Cavities (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Fujii, Y. Eguchi, Y. Nakamura
  • 雑誌名: RSC Adv. 巻: 4 ページ: 32534-32537
  • DOI: 10.1039/c4ra04409f
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Drying Dissipative Structures of Cationic Gel Spheres of Lightly Cross-linked Poly(2-vinylpyridine) in Deionized Aqueous Suspension (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Fujii, Y. Yamashita, Y. Nakamura, *T. Okubo
  • 雑誌名: Colloid Polym. Sci. 巻: 292 ページ: 2621-2631
  • DOI: 10.1007/s00396-014-3315-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Colloidal Crystallization of Poly(n-butyl acrylate) Spheres in Deionized Aqueous Suspension and the Melting during Dryness (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Fujii, Y. Nakamura, A. Tsuchida, *T. Okubo
  • 雑誌名: Colloid Polym. Sci. 巻: 292 ページ: 2303-2310
  • DOI: 10.1007/s00396-014-3277-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of Silane Layer Formed on Silica Particle Surfaces by Treatment with Silane Coupling Agents Having Various Functional Groups (2014)
  • 著者名/発表者名: *Y. Nakamura, R. Yamazaki, T. Fukuda, K. Shitajima, S. Fujii, M. Sasaki
  • 雑誌名: J. Adh. Sci. Tech. 巻: 28 ページ: 1895-1906
  • DOI: 10.1080/01694243.2014.926576
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cationic Gel Crystals and Amorphous-solids of Lightly Cross-linked Poly(2-vinylpyridine) Spheres in the Deionized Aqueous Suspension (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Fujii, Y. Yamashita, Y. Nakamura, A. Tsuchida, *T. Okubo
  • 雑誌名: Colloid Polym. Sci. 巻: 292 ページ: 1627-1637
  • DOI: 10.1007/s00396-014-3228-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electroless Nickel Plating on Polymer Particles (2014)
  • 著者名/発表者名: *S. Fujii, H. Hamasaki, H. Takeoka, T. Tsuruoka, K. Akamatsu, Y. Nakamura
  • 雑誌名: J. Colloid Interf. Sci. 巻: 430 ページ: 47-55
  • DOI: 10.1016/j.jcis.2014.05.041
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 2種類のシランカップリング剤混合系で表面処理した炭酸カルシウム充てんイソプレンゴムの力学特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山崎諒太，藤井秀司，*中村吉伸，永田員也
  • 雑誌名: 日本接着学会誌 巻: 50 ページ: 131-136
  • 査読あり
• [学会発表] 有機-無機同時析出化学酸化シード分散重合法によるポリピロール-白金ナノコンポジット被覆ポリスチレン粒子の創出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹岡 拓昭, 濱崎 博行, 中村 吉伸, 藤井 秀司
  • 学会等名: 第18回高分子ミクロスフェア討論会
  • 発表場所: 福井大学
  • 年月日: 2014-11-05 – 2014-11-07
• [学会発表] 高分子微粒子で安定化したリキッドマーブルのカプセル化および合一実験による安定性評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 上野 和之, 浜崎 青, G. Bournval, E. J. Wanless, 中村 吉伸, 藤井 秀司
  • 学会等名: 第18回高分子ミクロスフェア討論会
  • 発表場所: 福井大学
  • 年月日: 2014-11-05 – 2014-11-07
• [学会発表] ヘアリー高分子微粒子で安定化された泡 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中山 沙織，浜崎 青，上野 和之， M. Kappl，H.-J. Butt，遊佐 真一，中村 吉伸，藤井 秀司
  • 学会等名: 第18回高分子ミクロスフェア討論会
  • 発表場所: 福井大学
  • 年月日: 2014-11-05 – 2014-11-07
• [学会発表] 多相気液分散体の創出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤井 秀司，上野 和之，浜崎 青，中村 吉伸
  • 学会等名: 第18回高分子ミクロスフェア討論会
  • 発表場所: 福井大学
  • 年月日: 2014-11-05 – 2014-11-07
• [学会発表] Liquid marbles prepared via external stimuli-responsive particles (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Yusa, K. Nakai, M. Morihara, H. Nakagawa, K. Kuroda, Y. Nakamura, S. Fujii
  • 学会等名: 3rd International Conference on Competitive Materials and Technology Processes
  • 発表場所: Miskolc-Lillafured, Hungary
  • 年月日: 2014-10-06 – 2014-10-10
• [学会発表] Breakable liquid marbles as desired (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Yusa, K. Nakai, M. Morihara, H. Nakagawa, K. Kuroda, Y. Nakamura, S. Fujii
  • 学会等名: Chemeca2014
  • 発表場所: Parth, Australia
  • 年月日: 2014-09-28 – 2014-10-01
• [学会発表] 無電解めっき法による金属被覆高分子微粒子の創出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 濱崎博行, 竹岡拓昭, 鶴岡孝章, 赤松謙祐, 中村吉伸, 藤井秀司
  • 学会等名: 第63回高分子討論会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] 微粒子安定化気液分散体を基盤とする複合微粒子の無溶媒・無乳化剤合成法の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤井秀司, 上野和之, 澤田静香, Erica J. Wanless, 中村吉伸
  • 学会等名: 第63回高分子討論会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] Soft dispersed systems stabilized with functional particles: Foams and liquid marbles (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Fujii
  • 学会等名: Ostwald-Kolloquium „Particles @ Interfaces“
  • 発表場所: Mainz, Germany
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
  • 招待講演
• [学会発表] Polypyrrole-Platinum Nanocomposite Coating on Polystyrene Particles by Chemical Oxidative Seeded Dispersion Polymerization (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Takeoka, H. Hamasaki, Y. Nakamura, S. Fujii
  • 学会等名: 5th World Congress on Adhesion and Related Phenomena (WCARP-V)
  • 発表場所: Nara
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-11
• [学会発表] Aqueous Foam Stabilized with Hairy Particles: Effect of Solid Content and Stirring Method (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Nakayama, S. Hamasaki, M. Kappl, H. J. Butt, Y. Nakamura, S. Fujii
  • 学会等名: 5th World Congress on Adhesion and Related Phenomena (WCARP-V)
  • 発表場所: Nara
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-11
• [学会発表] Polymeric Microcapsules Fabricated from Liquid Marbles (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno, S. Hamasaki, E. J. Wanless, Y. Nakamura, S. Fujii
  • 学会等名: 5th World Congress on Adhesion and Related Phenomena (WCARP-V)
  • 発表場所: Nara
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-11
• [学会発表] 水系化学酸化分散重合による温度応答性ポリピロール-パラジウムナノコンポジット粒子の創出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹岡拓昭, 和田倭佳, 遊佐真一, 櫻井伸一, 藤井秀司, 中村吉伸
  • 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: 東京理科大学
  • 年月日: 2014-09-03 – 2014-09-05
• [学会発表] リキッドマーブルのカプセル化および構造・安定性評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 上野 和之，浜崎 青，G. Bournval，E. J. Wanless, 中村 吉伸，藤井 秀司
  • 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: 東京理科大学
  • 年月日: 2014-09-03 – 2014-09-05
• [学会発表] Synthesis of Polypyrrole-Platinum Nanocomposite-Coated Polystyrene Particles by Chemical Oxidative Seeded Polymerization (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Takeoka, H. Hamasaki, Y. Nakamura, S. Fujii
  • 学会等名: The 15th IUMRS-International Conference in Asia (IUMRS-ICA 2014)
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2014-08-24 – 2014-08-30
• [学会発表] Microcapsules Fabricated from Liquid Marbles Stabilized with Latex Particles (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno, S. Hamasaki, E. J. Wanless, Y. Nakamura, S. Fujii
  • 学会等名: The 15th IUMRS-International Conference in Asia (IUMRS-ICA 2014)
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2014-08-24 – 2014-08-30
• [学会発表] 界面吸着粒子が拓くソフト分散系の化学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤井秀司
  • 学会等名: 北海道大学大学院工学研究院 材料科学部門 第53回マテリアルセミナー
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2014-08-21
  • 招待講演
• [学会発表] 温度応答性ナノコンポシットの粒子の創出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹岡拓昭，和田倭佳，遊佐真一，櫻井伸一，藤井 秀司，中村 吉伸
  • 学会等名: 第60回高分子研究発表会（神戸）・60周年記念講演会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2014-07-24 – 2014-07-25
• [学会発表] 高分子微粒子によって安定化されたリキッドマーブルのカプセル化および安定性評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 上野和之，G. Bournval，E. J. Wanless，藤井 秀司，中村 吉伸
  • 学会等名: 第60回高分子研究発表会（神戸）・60周年記念講演会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2014-07-24 – 2014-07-25
• [学会発表] ヘアリー粒子によって安定化された泡の安定性・構造評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中山沙織，浜崎青，H.-J. Butt，藤井 秀司，中村 吉伸
  • 学会等名: 第60回高分子研究発表会（神戸）・60周年記念講演会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2014-07-24 – 2014-07-25
• [学会発表] 磁気応答性微粒子安定化泡の創出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中山沙織，野澤直央，藤井 秀司，中村 吉伸
  • 学会等名: 第60回高分子研究発表会（神戸）・60周年記念講演会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2014-07-24 – 2014-07-25
• [学会発表] 微粒子の界面吸着現象を利用したソフト分散系の安定化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤井秀司
  • 学会等名: 第18 回コロイド・界面技術者フォーラム
  • 発表場所: KKR 江の島ニュー向洋
  • 年月日: 2014-07-17 – 2014-07-18
  • 招待講演
• [学会発表] Soft dispersed systems stabilized with polymer particles: Foams and liquid marbles (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Fujii, Y. Nakamura
  • 学会等名: MACRO2014
  • 発表場所: Chiang Mai, Thailand
  • 年月日: 2014-07-06 – 2014-07-11
  • 招待講演
• [学会発表] Electroless nickel plating on polymer particles containing element block (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Fujii, H. Hamasaki, H. Takeoka, T. Tsuruoka, K. Akamatsu, Y. Nakamura
  • 学会等名: International symposium on polymeric materials based on element-blocks
  • 発表場所: 60th anniversary hall, Kyoto Institute of Technology
  • 年月日: 2014-05-31
• [学会発表] Analyses of nano-structures in new polymeric materials based on element-blocks by means of X-ray scattering (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Naka, S. Fujii, T. Miyata, I. Tomita, S. Sakurai
  • 学会等名: International symposium on polymeric materials based on element-blocks
  • 発表場所: 60th anniversary hall, Kyoto Institute of Technology
  • 年月日: 2014-05-31
• [学会発表] The Effect of Particle Charge, Hydrophobicity and Packing Density on the Forces of Particulate Monolayers at Air-Water Interfaces (2014)
  • 著者名/発表者名: C. E. McNamee, M. Kappl, S. Fujii, S. Yusa, H.-J. Butt
  • 学会等名: XV International Conference on Surface Forces
  • 発表場所: Verbilki village, Russia
  • 年月日: 2014-05-12 – 2014-05-16
• [学会発表] リキッドマーブルを利用するカプセル材料の創出 (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno, S. Hamasaki, E. J. Wanless, Y. Nakamura, S. Fujii
  • 学会等名: 第8回ナノ・バイオメディカル学会大会
  • 発表場所: 和歌山
  • 年月日: 2014-05-02
• [備考] 研究室HP
  • URL: http://www.oit.ac.jp/chem/cherry/4_lab/
• [産業財産権] コアシェル粒子混合物、接着剤、反応物の製造方法および積層体の製造方法 (2015)
  • 発明者名: 藤井秀司、竹厚流、中村吉伸
  • 権利者名: 藤井秀司、竹厚流、中村吉伸
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2015-0.31879
  • 出願年月日: 2015-02-20
• [産業財産権] 粒状接着剤 (2015)
  • 発明者名: 藤井秀司、竹厚流、中村吉伸
  • 権利者名: 藤井秀司、竹厚流、中村吉伸
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2015/056012
  • 出願年月日: 2015-02-23
  • 外国
• [産業財産権] 共重合体の製造方法 (2014)
  • 発明者名: 佐藤絵理子、堀邉英夫、藤井秀司、中村吉伸
  • 権利者名: 佐藤絵理子、堀邉英夫、藤井秀司、中村吉伸
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2014-140367
  • 出願年月日: 2014-07-08