水溶液中において動的界面を有するマイクロクラスター構造の分光学的研究

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飽和溶解度以上の油を超音波などを用いて水中に強制的に分散させると、準安定な液体微粒子(油滴)が形成する。我々はこれまでに、この油滴の物性および成長過程を動的光散乱法を用いて測定し、油滴の分散機構や凝集・合一過程について検討を行ってきた。本研究では、ピレンを用いた蛍光プローブ法を水中に分散した油滴に適用することにより、油滴の動的物性を更に詳細に検討することを試みた。ピレンを油相であるベンゼンに所定濃度溶解したPyrene/Benzene相を調製し、このPyrene/Benzene相を超音波を用いて水相に所定濃度分散させ、その分散水溶液(Pyrene/Benzene)/Water相のI_E/I_M、I_1/I_3値の経時変化を分光蛍光光度計を用いて測定した。なお、I_E/I_Mはピレンのエキサイマ-とモノマーに基づく蛍光の強度比であり、またI_1/I_3はピレン周囲の環境の極性を表す指標となる。その結果、超音波処理直後の(Pyrene/Benzene)/Water相のI_E/I_M値は同濃度のPyrene/Benzeneバルク相のI_E/I_M値の約8倍の大きな値を示し、微小油滴中ではピレンエキサイマ-の形成が著しく促進されることが明らかとなった。また、Pyrene/Benzene相を水相に40mM加え、分散させた水溶液のI_E/I_M、I_1/I_3値の経時変化を測定したところI_E/I_M値は超音波処理直後から約10分経過後に極大値を示した後しだいに減少して0となった。また、I_1/I_3値の経時変化はI_E/I_M値の変化と対応しており、超音波処理直後から約10分経過後に極小値を示し、その後しだいに増加して一定となった。I_E/I_M、I_1/I_3値の経時的な変化は微小油滴の水中における成長過程および環境変化を捉えているものと考えられる。