2017 Fiscal Year Research-status Report
Preparation of monodisperse silica particles by microfluidic devices and their morphology control
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17K18978
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
金井 俊光 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (10442948)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | シリカ粒子 / マイクロ流体デバイス / 有機-無機ハイブリッド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、マイクロ流体技術と界面反応法を組み合わせることにより、より安価で、より単分散性の高い粒子を精密にサイズ制御して作製し、さらに粒子の形態制御を行うことを目的としている。今年度は、安価な水ガラスを原料に用いてマイクロ流体技術と界面反応により、CV値5%以下の単分散性の高いシリカ粒子を粒径制御して作製できた。具体的には、ガラスキャピラリー製マイクロ流体デバイスを作製し、油相として界面活性剤を添加したシリコーンオイルを、水相として水ガラス水溶液を流量を制御してデバイス内に流動させ、単分散な水ガラス液滴を作製した。ここにNaHCO3水溶液を添加し、水ガラス液滴界面でシリカ形成反応を行うことで、単分散シリカ粒子を作製した。光学顕微鏡観察やSEM観察により単分散シリカ粒子の形成を確認した。特に、従来のゾル・ゲル法を利用した作製法では難しい数μm以上の大きな粒子をサイズ制御して作製できた。さらに、AAMやNIPAMモノマーを添加し、作製条件を検討することにより、シリカ粒子と高分子ゲル粒子からなる単分散ハイブリッド雪だるま型粒子を作製することに成功した。またゲル化剤を添加するタイミングによりシリカ粒子を高分子ゲルで被覆した単分散コア-シェル型粒子も作製できることがわかった。NIPAMモノマーを用いた場合に得られるPNIPAMゲル粒子は温度応答性を有するため、ハイブリッド粒子を加熱することによりPNIPAMゲル粒子のみの大きさを変えることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
上記のように、マイクロ流体技術と界面反応法により、単分散なシリカ粒子や有機-無機ハイブリッド粒子が作製できることを見出している。
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| Strategy for Future Research Activity |
単分散なシリカ粒子の粒径制御範囲や有機-無機ハイブリッド粒子が作製できる条件範囲を明らかにする。有機-無機ハイブリッド粒子の温度によるサイズ制御範囲を明らかにする。中空粒子の作製を試みる。
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