中性子その場測定で解き明かすイオン性界面活性剤による流動抵抗低減効果の発現機構

原位中子测量揭示离子表面活性剂流阻降低作用机理

• 批准号: 22K05058
• 负责人: 岩瀬 裕希
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び中性子科学センター(研究開発
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05058/
• 关键词: 中性子小角散乱; レオロジー; 流動抵抗低減; 紐状ミセル; 界面活性剤; 中性子散乱

ヒートポンプなどの循環水にイオン性界面活性剤を添加すると、その粘性特性により配管内の流動抵抗が大幅に低減する（流動抵抗低減（DR））。この現象は、イオン性界面活性剤が溶液中で紐状のミセル構造を形成し、これが流動中に構造変化をしたり、凝集体を形成したりすることが関係していると言われているが、そのメカニズムは明らかになっていない。本研究では、流動中の紐状ミセルの構造変化とDR性能の関係性を明らかにするために、中性子散乱測定により、流動中に起きる紐状ミセルの微視的な構造変化と巨視的な凝集体形成の因果関係を解析する。さらに、SANS測定で得られる紐状ミセルの構造変化と、SANSと同時に測定される圧力損失測定の結果との比較から、流動抵抗の低減性能を支配する具体的な紐状ミセルの構造変化を明らかにすることを目指す。2022年度には、本測定に不可欠な中性子測定用の流動抵抗試験装置の設計に取り組み、概ね設計を完了した。また、それと並行して、2023年度以降に流動抵抗試験を行うべき試料を精査するために、数種類のカチオン性および非イオン性の界面活性剤水溶液について、試料濃度や塩の添加による影響が紐状ミセル形成にどのような影響を及ぼすか、レオロジー測定、放射光X線小角散乱（SAXS）測定、流動場SANS（Shear-SANS）測定、さらに、レオロジーとSANSの同時測定（Rheo-SANS）などで調べた。これらの測定で得られた成果について、国内の学会などで発表した。

The viscosity characteristics of the circulating water are greatly reduced due to the addition of active agents to the circulating water (flow resistance reduction (DR)). This phenomenon is related to the formation of a new structure in solution, the formation of a condensed structure in flow, and the formation of a new structure in solution. This study is to clarify the relationship between structural transformation and DR performance of Weishi app in flow and to analyze the causal relationship between structural transformation and aggregation of DR performance in flow and in dispersion measurement. The SANS measurement results show that the pressure loss measurement results are compared with those of the SANS measurement results, and the flow resistance is controlled by the specific structural transformation of the SANS measurement results. In 2022, the design of the flow resistance test device for this measurement is completed. In 2023, the flow resistance test was carried out in a descending direction. The sample was carefully investigated. The sample concentration and the influence of the additive on the formation of the new shape were determined. The X-ray small angle dispersion (SAXS) measurement was carried out. The flow field SANS was measured.(Shear-SANS) determination,(Rheo-SANS) simultaneous determination The results of this measurement are reported in the Chinese Academy of Sciences.

项目成果

小角散乱を用いたグリシンを対イオンに有するジェミニ型カチオン界面活性剤の会合体の構造解析

利用小角散射对以甘氨酸为抗衡离子的双子型阳离子表面活性剂聚集体进行结构分析

• 发表时间: 2023
• 作者: 王珊;岩瀬裕希;高田慎一;矢田詩歩;吉村倫一
• 通讯作者: 吉村倫一

中性子小角・広角散乱装置「TAIKAN」における調湿環境の開発 2

小角度和广角中子散射装置“TAIKAN”2的湿度控制环境的开发

• 发表时间: 2023
• 作者: 岩瀬裕希;有馬 寛;高田慎一
• 通讯作者: 高田慎一

Stroboscopic SANS解析による高速光応答性界面活性剤ミセルの時分割構造解析

使用频闪 SANS 分析对快速光响应表面活性剂胶束进行时间分辨结构分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 岩瀬裕希;赤松允顕;稲村泰弘;坂口佳史;小林一貴;酒井秀樹
• 通讯作者: 酒井秀樹

SAXSおよびSANSによるアミノ酸-糖ハイブリッド界面活性剤の会合体の構造解析

通过 SAXS 和 SANS 分析氨基酸-糖杂化表面活性剂聚集体的结构

• 发表时间: 2023
• 作者: 長濱佑美;岩瀬裕希;矢田詩歩;吉村倫一
• 通讯作者: 吉村倫一