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Construction of gas release triggers from fine bubbles stabilized by molecular covering

通过分子覆盖稳定的细小气泡构建气体释放触发器

基本信息

批准号：
22K03915
负责人：
田中泰彦
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Sasebo National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

ファインバブルの分子吸着特性を利用して，バブル表面でイオンコンプレックス膜を形成することが可能な分子の組み合わせを探索し，ファインバブルの膜被覆形成条を調査した。具体的には，１層目に，バブル表面と相互作用する疎水基と正電荷をあわせ持つ有機分子，２層目に，先に吸着させた分子の電荷と反対の負電荷を持つ高分子をバブル含有水へ順番に添加し，溶液中に生成する球状の構造体をデジタル顕微鏡により観察した。観測される球状構造体が膜被覆ファインバブルであるため，この球状構造体の有無により膜被覆を判定した。今回，１層目分子としてジアルキルビピリジニウム塩（アルキルビオロゲン）と，２層目分子としてポリスチレンスルホン酸を添加した場合を精査した。その結果，１層目分子および２層目分子の添加時の溶液濃度が被覆膜形成に影響していることを示唆するデータが得られた。１層目分子の添加濃度は，バブル表面への１層目分子の疎水基が，バブル表面（疎水場）へ吸着する方向へ平衡がシフトすると予想される，飽和濃度に近いほど膜被覆に好まし条件であることが分かった。しかし，飽和濃度を超えた過飽和溶液を添加すると，添加分子が未解離のままバブル表面に吸着し，不安定な被覆膜を形成し，凝集性の高い構造体を形成し，沈殿する傾向がみられた。また，２層目分子の場合，１層目分子の添加濃度と連動して添加濃度の適正値が変化する傾向がみられた。さらに，２層目分子添加濃度を高くしていくと，観測された球状構造体が観測されなくなる事が分かり，この現象はバブル表面上で形成されているイオンコンプレックス膜のバブル表面上での吸着状態が，２層目分子の過剰添加により，水中バルクへ脱着する方向へシフトを示していると考えられる。すなわち今回得られた結果は，本研究で明らかにしたい一つの目標であるバブルを意図的に崩壊されるトリガーとなりうる可能性がある。

The molecular adsorption characteristics of the polymer were utilized to investigate the formation of a polymer film on the surface of the polymer. Specifically, in the first layer, the surface interaction of water, positive charge, and organic molecules, in the second layer, the adsorption of molecular charge, negative charge, and polymer, the addition of water, the formation of spherical structures in solution, and microscopic observation. The presence or absence of a film coating on a spherical structure is determined by measuring the film coating on the spherical structure. This time, the first layer of target molecules and the second layer of target molecules and the addition of polysaccharine acid were carefully examined. As a result, the concentration of the solution at the time of addition of the first and second layer molecules affects the formation of the coating film. The concentration of 1-layer target molecule added to the surface of the film and the concentration of 1-layer target molecule added to the water base of the film surface (water field) are calculated according to the direction of adsorption equilibrium, and the saturation concentration is near the middle of the film coating. In addition to supersaturated solutions with saturated concentrations, molecules are not dissociated and adsorbed on the surface, resulting in the formation of unstable coating films, the formation of agglomerated high-level structures, and the tendency to sink. In the case of two-layer molecules, the addition concentration of one-layer molecules tends to change depending on the appropriate addition concentration. In addition, the concentration of 2-layer molecular addition is high, and the spherical structures are separated from each other. This phenomenon is characterized by the formation of 2-layer molecular addition on the surface of the shell, and the adsorption state on the surface of the shell. The direction of water separation is shown in the middle. The results of this study show that the possibility of a failure in the purpose of this study is very high.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

分子被覆ファインバブルの形成条件

分子包覆微细气泡的形成条件

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Taguchi;T. Tsuji;田口智清;田中泰彦，城野祐生，大河平紀司，相樂隆正;山口幸郷，田中泰彦，城野祐生，大河平紀司，相樂隆正
通讯作者：
山口幸郷，田中泰彦，城野祐生，大河平紀司，相樂隆正

分子膜の吸脱着を利用したファインバブル表面被覆制御

利用分子膜的吸附和解吸控制微细气泡表面涂层

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Taguchi;T. Tsuji;田口智清;田中泰彦，城野祐生，大河平紀司，相樂隆正
通讯作者：
田中泰彦，城野祐生，大河平紀司，相樂隆正

分子膜被覆によるファインバブルの安定化と機能化

通过分子膜涂层实现微细气泡的稳定化和功能化

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Taguchi;T. Tsuji;田口智清;田中泰彦，城野祐生，大河平紀司，相樂隆正;山口幸郷，田中泰彦，城野祐生，大河平紀司，相樂隆正;田中泰彦
通讯作者：
田中泰彦

分子被膜ファインバブルを利用したガス収納

使用分子涂层的细小气泡进行气体储存

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Taguchi;T. Tsuji;田口智清;田中泰彦，城野祐生，大河平紀司，相樂隆正;山口幸郷，田中泰彦，城野祐生，大河平紀司，相樂隆正;田中泰彦;田中泰彦，城野祐生，大河平紀司，相樂隆正
通讯作者：
田中泰彦，城野祐生，大河平紀司，相樂隆正