Development of Novel Miniaturized Separation Media with Braided High Performance Synthetic Filaments

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本研究においては、耐熱性および耐薬品性を有する複数の合成細繊維の束を細管内部に組紐状に配置した、試料前処理用の抽出媒体ならびにクロマトグラフィー用の分離固定相を開発することが主たる研究目的である。本研究において開発する組紐の材料には、その応用において要求される、耐溶媒性、耐薬品性ならびに耐熱性に優れた高強度合成細繊維を使用し、それぞれ数百本の細繊維から形成される細繊維束を細い組紐状に編み上げる。その際、組紐内部に小さな円筒状の空洞部分を形成することが可能であり、この空洞部分に他の各種繊維状の新規素材を導入できる。組紐を構成する構成要素として高強度の合成細繊維束を導入することにより、編み上げ後の組紐表面の平滑性を十分に確保するとともに、キャピラリー内部へ充填時の空隙体積を大幅に低減できる一方で、多数の細繊維による大きな総表面積を確保できることから、使用目的に応じた多種多様な選択性を有し、抽出・濃縮性能に優れたマイクロスケール試料前処理媒体が開発できる。組紐内部に高熱伝導性の細い金属ワイヤーを導入することにより、金属ワイヤーの抵抗加熱による発熱を利用し、組紐内部からの精密温度制御ならびに効率的な試料脱着も可能であり、更には、高速昇温分離用充填キャピラリーカラムへの応用、また、二次元分離インターフェイスへの応用も期待できる。本研究では、一繊維束あたりの細繊維本数、細繊維束の本数、ならびに編み上げる際に張力として組紐にかける荷重等の条件を最適化することにより、目的のキャピラリー内径に適合した外径・性能を有する各種組紐を作製し、系統的に評価している。また、その結果をフィードバックすることにより、使用目的に適合する組紐型デバイスを作製するとともに、その性能の最適化についても検討している。電圧印加方法やその効果についても検討している。