光機能液/液界面を利用した溶液粘性の可逆的制御

使用光功能液/液界面可逆控制溶液粘度

• 批准号: 15033267
• 负责人: 酒井 秀樹
• 金额: $ 3.39万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15033267/
• 关键词: 界面活性; 粘性; 両親媒性分子; アゾベンゼン; スピロピラン; 紐状ミセル; 光異性化; 臨界ミセル濃度; 界面活性剤; 粘度; レオロジー; 透過型電子顕微鏡

両親媒性分子が形成するミセル・ベシクルなどの分子集合体をナノスケールの液/液界面と捉え、その形成を光化学的スイッチングすることにより溶液物性の光制御を試みた。具体的には以下の2点について検討を行った。1)アゾベンゼン修飾両親媒性分子を用いた溶液粘性の光スイッチングカチオン性両親媒性分子であるセチルトリメチルアンモニウムブロミドとサリチル酸ナトリウムからなる混合水溶液中で形成する紐状ミセルに、アゾベンゼン修飾カチオン性両親媒性分子を取り込ませて光異性化反応を生じさせると、粘性を光スイッチングできることを前年までに報告した。そこで本年は、アルキル鎖長を変化させた種々のアゾベンゼン修飾光スイッチング分子を新規に合成し、光による粘性制御の最適化を行った。その結果、最適な構造(末端アルキル鎖長が4)の分子を用いると、粘性を1000倍以上可逆的に光制御できることを見いだした。さらに、動的粘弾性測定により、粘性変化の要因となる分子集合体の形状変化についても検討を行った。2)スピロピラン修飾両親媒性分子を用いた溶液物性の光スイッチングスピロピランは、光電荷分離挙動を示して分子の親水性が変化するために、よりダイナミックな界面物性の光制御が期待できる。そこで、比較的親水性の高いスピロピラン修飾カチオン性両親媒性分子を新規に合成し、その界面物性に及ぼす光照射の影響について検討した。得られた分子はエタノール中、水中でいずれも可逆的なフォトクロミック挙動を示したが、その挙動は大きく異なりエタノール中ではスピロピラン体が、水中ではメロシアニン体が安定となった。また、この両親媒性分子の水中での臨界ミセル濃度、最低到達表面張力は紫外光照射により共に減少したことから、界面活性を光照射により可逆的に制御できることが明らかとなった。

Struck close が pollination molecules formed す る ミ セ ル · ベ シ ク ル な ど の を molecular assembly ナ ノ ス ケ ー ル の liquid/liquid interface と catch え, そ の form を photochemical ス イ ッ チ ン グ す る こ と に よ り solution property の light suppression try を み た. Specifically, に に is followed by <s:1> two points に に て検 て検 て検 て検 to discuss を lines った. 1) ア ゾ ベ ン ゼ decorate ン struck close molecular を pollination with い た solution viscosity の light ス イ ッ チ ン グ カ チ オ ン sexual struck close media molecule で あ る セ チ ル ト リ メ チ ル ア ン モ ニ ウ ム ブ ロ ミ ド と サ リ チ ル acid ナ ト リ ウ ム か ら な る で in the mixed aqueous solution to form す る new shape ミ セ ル に, ア ゾ ベ ン ゼ ン modified カ チ オ ン sexual struck close media molecule を take り 込 The subjects ま せ て light anti 応 を raw じ さ せ る と, viscous を light ス イ ッ チ ン グ で き る こ と を before ま で に report し た. そ こ で は this year, ア ル キ ル lock long を variations change さ せ た kind 々 の ア ゾ ベ ン ゼ ン modified light ス イ ッ チ ン グ molecular を new rules に synthetic し, light に よ る viscous suppression の line optimization を っ た. そ の results, the optimum な structure (end ア ル キ ル lock が 4) long を の molecules with い る と, 1000 times more viscous を reversible に light suppression で き る こ と を see い だ し た. Youdaoplaceholder0, determination of the viscoelasticity of motion によ, viscous change <s:1> should be determined due to the shape change of the となる molecular aggregate <e:1> に さらに て て 検 検 to を conduct った. 2) ス ピ ロ ピ ラ decorate ン struck close molecular を pollination with い た solution property の light ス イ ッ チ ン グ ス ピ ロ ピ ラ ン は, photoelectric charge separation 挙 を shown し て molecular の hydrophilic が variations change す る た め に, よ り ダ イ ナ ミ ッ ク な interface property の light suppression が expect で き る. High そ こ で, comparison of hydrophilic の い ス ピ ロ ピ ラ ン modified カ チ オ ン sexual struck close media molecule を new rules に synthetic し, そ の interface property に and ぼ す light の influence に つ い て beg し 検 た. Have ら れ た molecular は エ タ ノ ー ル, the water in the で い ず れ も reversible な フ ォ ト ク ロ ミ ッ ク 挙 dynamic を shown し た が, そ の 挙 moved は big き く different な り エ タ ノ ー ル in で は ス ピ ロ ピ ラ ン が, water で は メ ロ シ ア ニ ン body が settle と な っ た. ま た, こ の struck close pollination molecular の water で の critical ミ セ arrive ル concentration, minimum surface tension は uv-irradiation に よ り に reduce total し た こ と か ら, interfacial active を light に よ り reversible に suppression で き る こ と が Ming ら か と な っ た.

项目成果

Masato Ishida: "Controlled Release of Vitamin E from Thermo-responsive Polymeric Physico-gel"Chemical & Pharmaceutical Bulletin. 51(11). 1348-1349 (2003)

Masato Ishida：“从热响应聚合物物理凝胶中控制释放维生素 E”化学

Koji Tsuchiya: "Electrochemical Reaction in an Aqueous Solution of a Ferrocene-Modified Cationic Surfactant Mixed with an Anionic Surfactant."Langmuir. 19(22). 9343-9350 (2003)

Koji Tsuchiya：“二茂铁改性阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂混合的水溶液中的电化学反应。”Langmuir。

Synthesis and Photochemical Properties of a Cationic Surfactant Having a Spiropyran Group

具有螺吡喃基团的阳离子表面活性剂的合成及光化学性质

• 发表时间: 2004
• 期刊: Material Technology 22(6)
• 作者: Chengxu SUN

界面物性の光による制御

通过光控制界面特性

• 发表时间: 2004
• 期刊: オレオサイエンス 4(12)
• 作者: 酒井 秀樹

Koji Tsuchiya: "Temperature-Dependent Vesicle Formation of Aqueous Solutions of Mixed Cationic and Anionic Surfactants."Langmuir. 20(6). 2117-2122 (2004)

Koji Tsuchiya：“混合阳离子和阴离子表面活性剂水溶液的温度依赖性囊泡形成。”Langmuir。