生体類似機能を持った自律性組織の物理化学的設計

具有生物相似功能的自主组织的理化设计

基本信息

批准号：
04J09408
负责人：
伴貴彦
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Doshisha University (2006)Yamagata University (2004-2005)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

これまでの研究成果は単滴の界面不安定性の研究が主だったが、今年度の研究成果は、物質移動系および界面反応系における複数液滴の協同現象、固体壁面での接触角変化を伴う油水界面自発運動、水性二相系における液滴運動、カチオン種により液々界面の不安定性が変化する系における電気化学測定と多岐にわたる。複数液滴においては液滴の立体配置、直線型および三角型により運動のモードが変化することが分かり、液滴間距離に非常に影響を受けやすいことが分かった。また、界面反応系では液滴の鉛直方向の振動モードが支配的になり、引き込みパターンが物質移動系とは異なることが分かった。固体壁面での接触角変化を伴う油水界面自発運動において、既存の液々系とは異なる物質を用いて新規の系を見つけ出した。従来の液々系では困難であった溶液中の各物質の界面不安定性に与える影響を、物質によりそれぞれ役割が異なることを実験的に示すことができた。水相に分配しやすい物質は液々界面を通じて移動し、界面にマランゴニ効果を多く発生することが分かり、油相に分配しやすい物質は油水固の三相接触面を通じて反応および移動が促進され、自発的な濡れ-脱濡れ現象が起こることが分かった。これらの実験結果は、各物質の役割が明確になったため、新たな系を設計する指標となりうる。マクロスケールの水性二相系において液滴が自発的な運動を発現する系を発見した。液滴周りに自発的に生じた対流が、液滴運動に大きく影響を及ぼしていることが分かった。界面不安定性を示す液々系において化学的に平衡にした後、サイクリックボルタンメトリーにより電流-電位特性を測定すると、流体力学的な特性がほとんど同じ系でも、系に含まれている金属イオン種により電気伝導度が大きく異なることが分かり、自然乳化などの界面不安定現象を示すことが分かった。

先前的研究结果主要是研究单滴的界面不稳定，但是今年的研究结果包括质量转移系统中多个液滴的合作现象和界面反应系统的合作现象，油水界面的自发运动随着固体壁上的接触角变化而变化，固体上的液滴移动，液滴的衡量标准，导致了两次量化系统，并在水平上进行了衡量，并在水平上进行了两次仪式，并在且均匀的仪式中互动，以实现水平的仪式，并在固体壁上的仪式相互作用。阳离子物种。已经发现，在多个液滴中，运动模式会根据液滴配置，线性和三角形形状而变化，并且液滴之间的距离对液滴距离非常敏感。还发现，液滴的垂直振动模式在界面反应系统中占主导地位，并且拉力模式与传质系统的垂直振动模式不同。在油水界面运动运动中，在实心壁表面上的接触角变化，使用与现有液体系统不同的材料发现了一个新系统。经过实验表明，每种物质对溶液中每种物质的界面不稳定性的影响，这在常规液体系统中很难，取决于物质的作用。发现在水相中容易分布的物质通过液体界面移动并在界面上产生较大的Marangoni效应，并且在油相中易于分布的物质可以通过油水固体的三相接触表面进行反应和运动，从而导致自发润湿和脱水现象。这些实验结果已经清楚地了解了每种物质的作用，并且可以作为设计新系统的指标。我们发现了一个系统，其中液滴表达宏观两条水系统中的自发运动。发现液滴周围的自发对流对液滴运动有重大影响。在表现出界面不稳定性的液体系统中化学平衡后，通过循环伏安法测量电流特性，并且发现即使在几乎具有相同流体动力学特性的系统中，电导率也大不相同，具体取决于系统中包含的金属离子类型，表明了界面的不稳定性，例如自然emulsifited surborited earbore nebiles exhubersied earbore nebiles shibles earbore nebiles earbore shrouped surbited earbore nebiles。