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Characteristic phase separation dynamics guided by interfacial properties and its visualization

界面性质引导的特征相分离动力学及其可视化

基本信息

批准号：
20K14425
负责人：
渡邊千穂
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は高分子固着液滴（sessile droplet）の乾燥過程にともなう相分離構造形成における、(i)高分子濃度、(ii)脂質分子の添加の有無に着目して実験を進めている。2022年度は、前年度の(i)高分子濃度に着目して行った、ポリエチレングリコール（PEG）、デキストラン（Dex）希薄溶液からなる固着液滴のガラス基板表面における筋状の特徴的な乾燥パターン形成（Life 2022, 12(3), 373; https://doi.org/10.3390/life12030373 ）の成果に基づき、(ii)脂質添加の有無による相分離過程と相分離構造の相違についての実験を進めた。そこでまずは、一般的な構造脂質であるホスファチジルコリンを添加した場合のPEG-Dex水溶液の相分離にともなう乾燥パターン形成について調査・実験を行った。その結果、脂質添加がない場合と同じPEG/Dex組成、濃度条件であっても、脂質添加の有無により、固着液滴の乾燥パターンが著しく変化することを見出した。蛍光修飾したPEGおよびDex、さらに、蛍光脂質を添加し、乾燥過程を観察したところ、脂質添加の有無により、乾燥にともなって生じる相分離構造に違いがあることが分かった。合わせて、脂質添加の有無により、乾燥初期の接触角にも差があることを見出した。また、液滴の乾燥過程の可視化についても取り組んだ。具体的にはある種の蛍光分子を高分子溶液中に混合、固着液滴を作成し、蒸発・乾燥する過程を観察したところ、乾燥過程を可視化できる可能性を見出した。これらの研究成果についてまとめ、学会等において発表を行った。

This study focuses on the drying process of polymer sessile droplets, the formation of phase separation structure,(i) polymer concentration, and (ii) the presence or absence of lipid molecules. In 2022, the results of (i) polymer concentration control, dispersion control (PEG), dispersion control (Dex), thin solution control, solid droplet control, dry particle formation with ribbon-like characteristics on the surface of the substrate (Life 2022, 12(3), 373; https://doi.org/10.3390/life12030373), and (ii) lipid addition control, phase separation process, phase separation structure control, and progress. In addition, the phase separation of PEG-Dex aqueous solution and the formation of dry phase are investigated in general structural lipids. The results show that the PEG/Dex composition, concentration conditions, presence or absence of lipid addition, drying of sessile droplets, etc. are the same. Light modification, PEG and Dex, light lipid addition, drying process, presence or absence of lipid addition, drying process, phase separation structure, etc. The contact angle difference at the beginning of drying is not obvious. Visualization of the drying process of droplets The possibility of mixing, drying and evaporation of fluorescent molecules in polymer solutions has been revealed. The results of this research are presented in the table below.

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Cell-Sized Confinement Initiates Phase Separation of Polymer Blends and Promotes Fractionation upon Competitive Membrane Wetting

DOI：
10.1021/acsmaterialslett.2c00404
发表时间：
2022-08
期刊：
ACS Materials Letters
影响因子：
11.4
作者：
Chiho Watanabe;T. Furuki;Yuki Kanakubo;Fumiya Kanie;Keisuke Koyanagi;J. Takeshita;M. Yanagisawa
通讯作者：
Chiho Watanabe;T. Furuki;Yuki Kanakubo;Fumiya Kanie;Keisuke Koyanagi;J. Takeshita;M. Yanagisawa

固着高分子液滴の乾燥と相分離にともなうパターン形成

由于固定聚合物液滴的干燥和相分离而形成图案

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sugimoto Satoshi;Nakatani Yoshinobu;Yamane Yuta;Ikhlas Muhammad;Kondou Kouta;Kimata Motoi;Tomita Takahiro;Nakatsuji Satoru;Otani Yoshichika;渡邊千穂
通讯作者：
渡邊千穂

ポリエチレングリコール乾燥液滴の外部刺激による結晶化

外部刺激下干燥聚乙二醇液滴的结晶