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Development of local viscoelasticity measurement using rotational behavior of magnetic nanoparticle under alternating magnetic field

利用交变磁场下磁性纳米粒子的旋转行为开发局部粘弹性测量

基本信息

批准号：
21K05112
负责人：
諏訪雅頼
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

種々の磁気ナノ粒子(MNP)分散試料の交流磁場下における光学異方性変化を測定した。特に周波数依存性について詳細な調査を行い、以下のような結果が得られた。①MNP分散液の磁気直線二色性-周波数スペクトル（MLD-FS）を測定し、そのMNPサイズや組成依存性を調べた。その結果，MNPの異方性エネルギーによりMLD-FSの形状が変化することが分かった。これは、MNPの回転モードの違いに起因し、MNPの新しいキャラクタリゼーション法として利用可能であることが示唆された。②MNP-ハイドロゲル分散液のMLD-FSを測定した。ハイドロゲルとして、巨視的な粘弾性が単緩和Maxwellモデルと良く一致する疎水性エトキシ化ウレタン（HEUR）の水溶液を用いた。その結果、ゲル中ではMNPの表面修飾で、MLD-FSのHEUR濃度依存性が異なった。特に、表面にカルボキシ基を修飾するとHEURとの相互作用が強くなり、HEUR濃度増加に伴いMLD-FSは複雑に変化した。ゲルネットワークに吸着したMNPの配向運動から、局所的な力学特性の議論が可能になると考えられる。③脂質二分子膜小胞であるリポソーム内の粘性率や膜の局所的粘弾性測定への応用を目指し、MNPを内包したリポソーム懸濁液の磁気直線複屈折-周波数スペクトル（MLB-FS）を測定した。MLB-FSの解析から、MNPは脂質膜に吸着し、リポソームと一体となり回転することが分かった。また，MLB-FSの温度変化を調査すると，脂質膜のゲル-液晶相転移温度で急激に変化することが分かり、ナノスケールでの膜の粘弾性測定の可能性が示唆された。

Determination of における optical anisotropy を of 々 <s:1> magnetic particle ナノ (MNP) dispersed sample under <s:1> alternating magnetic field た. Based on the に wavenumber dependence ににててて a detailed な investigation of を rows を and the following <s:1> ような results が obtain られた. 1) MNP dispersion の気 magnetic linear dichroism - cycle for スペクトル (MLD - FS) をし, その MNP サイズや composition dependence を adjustable べた. As a result, the MNP <s:1> anisotropic エネエネギギによによ <s:1> <s:1> <s:1> が of <s:1> MLD-FS が shape が variation するするとがとが division ったった. これは, MNP の back planning モードの violations いに cause し, MNP の new しいキャラクタリゼーション method として may use であることが in stopping された. ② Determination of <s:1> MLD-FSを of MNP-ハドロゲドロゲ dispersion たた. ハイドロゲルとして, stick the macroscope な弾が単 ease Maxwell モデルと good く consistent する疎 water-based エトキシ change ウレタン (HEUR) aqueous solution のを with いた. Youdaoplaceholder0 <s:1> results, で <s:1> MNP <e:1> surface modification で in ゲ, MLD-FS <s:1> HEUR concentration dependence が different なった. に, surface にカルボキシ base を modified すると HEUR との strong interaction がくなり, concentration of HEUR rights and に with い MLD - FS は complex 雑に variations change した. ゲルネットワークに sorption した MNP の with motion から, bureau な mechanical characteristics may talk のがになると exam えられる. (3) lipid molecules 2 small cell membrane であるリポソームの viscosity rate within や membrane の bureau of sticky 弾 sex determination への応 with を refers し, MNP を insourcing したリポソーム magnetic suspension の気 straight after inflectional - cycle for スペクトル (MLB - FS) determination of をした. MLB-FS <s:1> desorbs ら, MNP <s:1> lipid membrane に adsorbs <s:1>, リポソ <s:1> ムとムと is integrated とな and returns to 転する転するとが and とが respectively にった. また, MLB - FS の temperature variations を survey すると, lipid membrane のゲル planning - liquid crystal phase shift temperature で nasty shock に variations change することが points かり, ナノスケールでの stick film の弾 sex determination がの possibility in stopping された.