Lignin Nanoparticles Stabilized Pickering Emulsion as a new platform for sustainable functional materials

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本研究の目的は，リグニンナノ粒子を用いたピッカリングエマルションを用いた新しい機能性エマルションの材料設計法と応用化技術開発を行うことにある。研究計画の二年度目は，自己集合組織化によって得られたリグニンナノ粒子のリグニンナノ粒子の粒径，粒度分布，粒子濃度，電解質強度等によるコロイド特性への影響を明らかにすることを目的とした。実施した結果の概要を以下に示す。初めに，リグニンナノ粒子添加系での表面張力の変化を明らかにした。次に表面電荷が負であることを利用し，ゼータ電位の濃度依存性，またカチオン性物質の吸着による表面親・疎水性の制御が可能であることを実験的に示した。一方，リグニンナノ粒子は水/油界面に吸着し，ピッカリングエマルションを長期間に渡り安定化することを見出し，安定性に対する粒子濃度依存性が実験的に検証された。カチオン系４級アンモニウム塩を用いて，リグニン粒子の表面修飾が可能であることを示した。また，上記カチオン試薬の濃度によって，コロイド安定性が大きく変化したこと観測した。遠心分離法によって，リグニン粒子懸濁液の濃度，回転数を変えることによる沈降速度の制御によって，粒径分画を可能とする条件を明らかにした。さらに粒径分画したリグニン粒子を用いて，ピッカリングエマルションの安定性を比較した結果，リグニン粒子の大きさを変化させても安定性には大きく影響しないことがわかった。一方，用途開発として，イソシアネートモノマーを含む複合ピッカリングエマルションを調製し，目標としていた二重膜を有するピッカリングエマルションの開発を，条件検討より着手した。