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

点击翻译按钮获取中文摘要

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。