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粒子追跡マイクロレオロジーによる食品関連ソフトマターの非ニュートン流動の評価

通过粒子追踪微流变学评估食品相关软物质的非牛顿流动

基本信息

批准号：
22K05541
负责人：
槇靖幸
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyushu University
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

多くのゲル状食品では、応力の印加によりゲル-ゾル転移を生じる（チキソトロピー）。ゾルとゲルの間の転移は、ゲル化点近傍における臨界ダイナミクスにより特徴付けられる。ゲル化のモデル物質として、構造の明確なtetra-PEGゲルを選び、粒子追跡マイクロレオロジーによるゲル化の臨界ダイナミクスの計測を行なった。得られた臨界指数をパーコレーション理論と詳細に比較することで、指数のポリマー濃度依存性の起源を明らかにした。ここで用いた方法論は、ゲル状食品におけるチキソトロピー回復の解析にも応用できると考えられる。食品関連ソフトマターのモデル物質として、多糖類であるザンサン水溶液のレオロジー測定を行った。非ニュートン粘度の濃度依存性のデータに基づいて、今後は微小流路の設計を進める予定である。液体の非ニュートン粘度の高速極限の値は、その液体を潤滑液として用いたときの滑り摩擦を評価する際に重要となる。そこで、ザンサン水溶液中でのゲルの滑り摩擦を測定し、上記のデータを用いることにより潤滑層の厚みを定量化することができた。この結果は、近年注目されている、柔らかい界面の滑り摩擦と食感との関連において重要である。新たに導入した蛍光顕微鏡を用いて、静止状態のザンサン水溶液の粒子追跡マイクロレオロジーを測定した。ザンサン濃度の上昇によって粘弾性が次第に顕著になり、1%程度でプローブ粒子の変位が測定の空間分解能と同程度になる（測定限界に達する）ことを確認した。今後は、微小流路による巨視的な流動と粒子追跡マイクロレオロジーを組み合わせることにより、この測定限界を越えて粒子追跡マイクロレオロジーの適用領域を拡大することを目指す。

Many kinds of food are produced in different ways. In addition to the above, it is also possible to use the following methods: The determination of tetra-PEG content, particle tracking, and chemical properties A detailed comparison of the critical index and the concentration dependence of the index is presented. This is a methodology for food analysis. Food related substances, polysaccharides, etc. The concentration dependence of non-viscosity is based on the design of micro-channels in the future. The high speed limit of the viscosity of a liquid is important when evaluating the friction of a liquid lubricant. The friction of the lubricant layer in the aqueous solution was measured and quantified. The result is that in recent years, the interface friction and food sensation are important. New optical microscopes are used to track particles in aqueous solutions at rest. It is confirmed that the viscosity increases with the increase in the concentration of iodine, and the spatial decomposition energy of the proton particles is equal to 1%(the measurement limit is reached). In the future, the flow of particles in the micro channel will be increased.