ドープ氷中のナノ・マイクロ液相の界面計測と分離への展開

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本研究の目的は、水溶液を凍結した際に生じるマイクロ～ナノサイズの凍結濃縮溶液（FCS）の物性解明とそれを利用した新規計測法の開発である。本年度は以下の検討を行った。1)バルク氷中にマイクロチャネルを形成しその中を泳動するプローブ粒子の泳動速度から、氷のゼータ電位の決定を検討した。氷のゼータ電位の値が負の値を示したことから、氷表面は負に帯電していることがわかった。また氷のゼータ電位の塩濃度依存性やpH依存性も検討し、陰イオンの氷表面への吸着や氷内への取り込み、およびOHダングリングボンドでのプロトン解離の議論を行った。また、本手法が氷だけではなく、凍結有機溶媒にも適用可能であることを示した。2)当該研究者らが考案した氷グレインバウンダリー(IGB)電気泳動法を用いて氷とAFPの相互作用の大きさを定量的評価する手法を確立した。糖の水溶液を凍結させると、チャネル状のIGBが形成する。２つの電極間に直線状のIGBを形成し、その中で印加電圧を変化させながらAFPを修飾した粒子を電気泳動させた。氷と粒子の間に科学的相互作用が存在するとき、粒子が泳動を始める時の電位は相互作用がない場合の時よりも大きくなる。その電位の差分に対応する力がAFPの相互作用力に対応する。これにより氷とAFPの間に働く相互作用を定量的に評価した。3)氷に囲まれた凍結濃縮溶液内における熱フォノン共鳴測定を行うため、単一光束を用いた光ビートブリュアン散乱法の確立を検討した。