同符号荷電平板-微粒子間の超長距離静電相互作用に関する研究

带同电荷平板与细颗粒超长程静电相互作用研究

• 批准号: 08651071
• 负责人: 伊藤 研策
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: University of Toyama
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 1997
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08651071/
• 关键词: 高分子微粒子; 濃縮分布; 静電相互作用; 荷電平板; 荷電棒; 荷電高分子微粒子; 同符号粒子間静電引力

昨年度、荷電平板近傍における荷電微粒子の濃縮減少を調査した結果、同符号の荷電平板と微粒子は平板表面から約2mum以下の近距離において互いに静電的に反発し、より遠距離(2〜50mum)において引き合う力が作用していることが明かとなった。しかし、荷電平板と微粒子間の静電相互作用だけを考慮に入れて50mumにまでおよび濃縮分布を説明することは現実的ではない。そこで、濃縮分布発現機構における微粒子間静電相互作用の影響を調査する目的で、荷電棒近傍における微粒子濃度分布測定を行った。直径約70mumのガラス棒をレーザースキャン顕微鏡の焦点面内に設置し、濃縮領域内でBrown運動する微粒子の座標を測定した。各粒子間の距離を計算して動径分布関数を決定し、微粒子間静電相互作用を詳細に検討した。動径分布関数の測定に先立ち、ガラス棒表面近傍においてガラス平板傍で観察された濃縮現象と同じ現象が観察されるかどうかを観察するため、粒子濃度分布の添加塩濃度依存症を測定したところ、濃縮率が約2から徐々に減少する傾向が得られた。また、ガラス棒表面に強酸もとを末端に持つ高分子を吸着させて電荷数を増加したり、表面に電荷を持たないポリエチレン棒を用いた条件下で粒子濃度分布を測定したところ、棒表面の電荷が多いほど濃縮率が高く、棒に電荷がない場合には濃縮現象が見られなかった。これらの傾向から、同符号荷電棒-微粒子間にもガラス平板-微粒子の場合と同様な静電相互作用が働いていることが確認された。ガラス棒表面近傍の濃縮領域と、表面から100mum以上離れた領域において動径分布関数を測定したところ、濃縮領域では粒子間距離が約2.5mumの位置にピークが認められたのに対して、100mum以上離れた領域においてはピークが観察されなかった。また、濃縮領域と等しい濃度の分散液を調製し、ガラス棒の存在しない条件下で動径分布関数を測定したところ、ピークは観察されなかった。すなわち、ガラス棒の存在により任電微粒子間に静電引力が誘起れていることが推察される結果となり、この微粒子間静電引力が50mumにまでおよび濃縮分布を形成していることが判明した。

去年，我们研究了带电板附近带电的细颗粒浓度的降低，据显示，带电的平板和相同符号的细颗粒在距平板表面的近距离约2mm或更小的距离上相互排斥，并且吸引力在更长的距离（2-50mum）作用（2-50mum）。但是，仅考虑到带电板和细颗粒之间的静电相互作用，解释最高50MUM的浓度分布并不实用。因此，为了研究颗粒之间静电相互作用对富集机制的影响，在带电杆的附近测量了细颗粒浓度分布。将直径约70 MUM直径的玻璃棒放在激光扫描显微镜的焦平面中，并测量了在浓缩区域内移动棕色的细颗粒的坐标。计算每个粒子之间的距离以确定径向分布函数，并详细检查了细颗粒之间的静电相互作用。在测量径向分布函数之前，要观察是否在玻璃棒表面附近观察到与浓度现象相同的现象，测量了颗粒浓度分布的添加盐浓度依赖性，并获得了大约2次逐渐降低颗粒浓度分布的趋势。此外，当在条件下使用颗粒浓度分布在使用聚乙烯杆的末端测量，并通过吸附玻璃杆的表面以增加电荷的数量，并使用在表面上没有电荷的聚乙烯杆，在杆表面上没有电荷的电荷越高，浓度较高，浓度较高，并且没有浓度的浓度率，并且在电荷中没有电。这些趋势证实，与玻璃板板至颗粒相同的编码棒和细颗粒之间进行了相同的静电相互作用。当在玻璃杆表面附近的集中区域以及距表面100M以上的区域中测量径向分布函数时，在浓缩区域的峰值以约2.5mum的距离观察到峰值，而在该区域中未观察到峰值超过100M。此外，当制备等于浓度区域的浓度的色散液体并在没有玻璃棒的情况下测量径向分布功能时，未观察到峰。换句话说，据估计，玻璃杆的存在诱导了细颗粒之间的静电吸引力，并且发现细颗粒之间的静电吸引力最大为50MUM并形成富集分布。

项目成果

Kensaku Ito: "Gathering of Charged Colloid Particles Near Like Charged Entities" Proceedings of The Japan Academy. 72(B). 62-66 (1996)

伊藤健作：“聚集接近带电实体的带电胶体粒子”日本科学院院刊。

Tadashi Muramoto: "Gathering of Charged Colloidal Particles Near a Like Charged Glass Plate" Journal of American Chemical Society. (in press).

Tadashi Muramoto：“在带电玻璃板附近聚集带电胶体粒子”美国化学会杂志。

Tadashi Muramoto: "Gathering of Charged Coloidal Particles Near a Like Charged Glass Plate" Journal of Americal Chemical Society. 119. 3592-3595 (1997)

Tadashi Muramoto：“在带电玻璃板附近聚集带电胶体粒子”美国化学会杂志。