形態的・化学的に異方的な新奇ゲル微粒子の創製・評価と生体分子モデルへの応用

新型形态和化学各向异性凝胶颗粒的创建和评估及其在生物分子模型中的应用

基本信息

批准号：
18J11622
负责人：
渡邊拓巳
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Shinshu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J11622/
关键词：
エマルション乳化重合ゲル微粒子複合材料シード乳化重合

项目摘要

目的の一つである、形態的・化学的に異方的なゲル微粒子の創製に向けて、ゲル微粒子内部の電荷の存在が複合形態に与える影響を検討した。ゲル微粒子存在下で沈殿重合を複数回行い、ゲル微粒子内部に電荷が階層的に配置するよう設計した。それらのゲル微粒子をシードに用いた、シード沈殿重合を実施した。得られた微粒子分散液を乾燥させ、電子顕微鏡法で確認すると、ラズベリー様の異形ゲル微粒子の形成を確認した。さらに、超薄切片により微粒子の内部構造を確認すると、ゲル微粒子内部にポリスチレンナノ微粒子が階層的に分布していた。また、界面活性剤から成るミセル様会合体をゲル微粒子内部に予め存在させておくと、ポリスチレン充填率が高い場合においても、ポリスチレンは界面活性剤由来の電荷を避け、融着せずに球状構造を保つことが明らかとなった。これらの結果から、ゲル微粒子内部の極性の違いを分子スケールでスチレンモノマーは認識し、電気的中性部位で重合するという、形態制御に向けた重要な設計指針の確立に至った。本結果は学術論文に受理された。また、それらの複合型ゲル微粒子を乳化剤として用いた、水油界面における微粒子集積化検討も実施した。その結果、典型的なゲル微粒子と比較し、親油性に優れるナノコンポジットゲル微粒子は、水中油型エマルションの安定化剤として優れていることが明らかとなった。さらに、ナノコンポジットゲル微粒子の表面の粗さが、油中水型エマルションを得る上で重要であった。ナノコンポジットゲル微粒子の水油界面における特性の理解は、微粒子を用いたモデルシステムの構築に役立つことが期待される。本結果の一部は学術論文として受理された。

为了在形态学和化学上创建各向异性凝胶颗粒，这是一种目的之一，我们研究了凝胶颗粒内部在复合形态的影响的影响。在存在凝胶微粒的情况下多次进行沉淀聚合，并在凝胶微粒中分层排列电荷。使用这些凝胶颗粒作为种子进行种子沉淀聚合。通过电子显微镜将所得的细颗粒分散体干燥并确认形成覆盆子样的不规则凝胶颗粒。此外，当通过超薄部分确认细颗粒的内部结构时，聚苯乙烯纳米颗粒分别分布在细凝胶颗粒中。此外，已经揭示了，如果以前在凝胶颗粒中存在胶束样的胶束样缔合，即使聚苯乙烯填充速率很高，聚苯乙烯也会避免表面活性剂衍生的电荷并保持球形结构而无需融合。这些结果导致建立了一个重要的形态控制设计指南，在这种设计指南中，苯乙烯单体在分子尺度上识别凝胶颗粒内部极性的差异，并在电中心位点进行聚合。这些结果在学术论文中被接受。此外，还进行了一项研究，以使用这些复合凝胶颗粒作为乳化剂来研究水和油界面上细颗粒的整合。结果，与典型的凝胶颗粒相比，具有出色亲脂性的纳米复合凝胶颗粒是稳定剂的纳米复合凝胶颗粒，作为稳定剂的稳定剂。此外，纳米复合凝胶颗粒表面的粗糙度对于获得油中的乳液非常重要。理解在水和油界面上纳米复合凝胶颗粒的性质，预计将在使用细颗粒的模型系统构建中有用。其中一些结果被接受为学术论文。