粘弾性棒状ミセル系の生成機構、構造及び応用に関する研究

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SDSのミセル水溶液(0.15M)に短鎖のポリ(オキシエチレン)アルキルエーテル(C_<12>EO_n,n=0-4)を添加することにより溶液の粘性が急激に増加し、2つの界面活性剤の混合比率が適度になると粘弾性特牲をもつゲル状水溶液が形成されることがわかった。水、SDS、C_<12>EO_nの3成分系の一定温度での状態図を求めたところ、ゲル状ミセル水溶液が形成されるSDS/C_<12>EO_n比において水の割合を減らす(界面活性剤濃度を増す)と1次元方向に長く伸びた棒状ミセルが六方晶に配列したヘキサゴナル液晶が形成されることがわかり、ゲル状ミセル水溶液中においてひも状ミセルの形成が示唆された。このゲル状ミセル水溶液に対して動的粘弾性測定を行なったところ、低角周波数ではMaxwellモデル、高角周波数ではMaxwell-Rouseモデルによって記述される特性を有することが分かった。この挙動はひも状ミセルが絡み合っている溶液に典型的なものであり、本実験系においてもひも状ミセルが形成されていると考えられる。C_<12>EO_nのnを変えたとき、n=3のときに最も粘度が高くなることが分かった。ミセルのナノ構造を調べるために小角X線散乱測定を行なった。ミセル水溶液から得られた散乱曲線から溶媒に起因するバックグラウンド散乱を差し引き、ミセル構造に起因する散乱曲線を得、それをモデルフリーで形状因子を得ることができるGeneralized Indirect Fourier Transformation(GIFT)法によって解析した。形状因子の実空間での関数である二体間距離分布関数(PDDF)を求めたところ、C_<12>EO_nの割合が増すとミセルの最大長が長くなることが求められた。また、nが小さいほど、ミセルの成長がC_<12>EO_nの割合が低いときに起こることがわかった。