高分子微粒子で安定化された泡の創成と構造評価

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本研究は、高分子化学、界面化学を学術基盤とし、機能性高分子微粒子により安定化された泡を研究することにより、泡工学における泡安定化に関する基本概念を構築することを目的としている。平成19年度は、平成18年度に合成した粒子表面性質、粒子径が精密に制御された高分子微粒子をサンプルとして使用し、泡の生成.安定性に関して定量的に評価を行った。厳密な評価を可能にするため、フォームカラムの改良を行い、評価を行う最適条件(温度、窒素導入速度、窒素導入口の口径)も明らかとした。その結果、ミクロンメートルからサブミクロンメートルサイズの粒子で泡を安定化させることができることを明らかにし、粒子径が小さくなる程、泡の安定性が低くなることを定量的に評価することに成功した。さらに、得られた泡が示すモアレパターン、構造色について、光学顕微鏡、電子顕微鏡、反射スペクトル測定装置を用いて、詳細に検討を行った。また、単一高分子微粒子と気液界面に働く相互作用を検討することは、微粒子安定化泡の安定性を理解するために重要であり、界面化学の分野でも最近特に興味をもたれている研究トピックスである。このような背景から、コロイダルプローブ原子間力顕微鏡を用いて評価を行う研究を、ドイツはMax・Planck研究所のButt教授と連携して行った。水溶性の分散安定剤で安定化されたポリスチレン粒子の気液界面における接触角測定を行った結果、接触角41±5°と測定され、泡の安定化に有効な粒子は、空気に比べ、水に濡れやすい表面を有していることが明らかとなった。