ハイドロゲル微粒子混合系におけるコロイド安定性の制御および新規機能性材料創製

水凝胶微粒混合体系中胶体稳定性的控制和新型功能材料的创建

基本信息

批准号：
13J10547
负责人：
堀込幸司
金额：
$ 1.73万
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：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

一般に、ポリスチレンやシリカといった固体微粒子分散液を乾燥させると、液滴の縁に粒子が堆積し環状の乾燥構造が形成される。一方、Poly(N-isopropylacrylamide)(pNIPAm)ゲル微粒子分散液を乾燥させると、垂らした液滴の中心部分まで比較的一様に粒子が堆積し、垂らした液滴の形を平面上に模った粒子薄膜が形成される。この現象は、手順の簡便さから、汎用的なコーティング技術として期待できるが、上述した乾燥構造に関する主要因は曖昧であった。平成26年度までには、pNIPAmゲル微粒子が乾燥過程中に液滴の気水界面に固定されるという一般的な固体微粒子とは異なる現象を見出し、pNIPAmと構造の似たアクリルアミド誘導体から構成されるゲル微粒子の乾燥過程と比較することで、微粒子を構成する高分子の側鎖に見られる両親媒性が重要であることが示唆された。平成27年度においては、後に粒子を混合し多種多様な集積体を構築していくために、アクリルアミド誘導体から構成されるヒドロゲル微粒子分散液だけでなく、他の両親媒性高分子や、天然高分子等にも視野を広げ、pNIPAmゲル微粒子分散液に見られた乾燥現象の汎用性を実験的に検証した。一連のゲル微粒子分散液の乾燥過程の目視および光学顕微鏡観察結果から、ヒドロゲル微粒子の空気/水界面への吸着能は、微粒子を構成するモノマーや高分子が両親媒性を示すことだけでなく、ゲル微粒子が溶媒で膨潤していることが重要であると新たに示唆された。

通常，当将固体细颗粒分散体（例如聚苯乙烯或二氧化硅）干燥时，颗粒会积聚在液滴的边缘上，形成环形干结构。另一方面，当聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）凝胶颗粒分散体干燥时，颗粒会相对均匀地积聚在滴落液滴的中心，形成薄颗粒膜，模拟平面上的滴液滴形状。由于程序的简单性，可以预期这种现象是一种通用涂料技术，但是关于干燥结构的上述主要因素是模棱两可的。到2014年，发现PNIPAM凝胶颗粒与普通固体颗粒的颗粒不同，在干燥过程中，PNIPAM凝胶颗粒固定在液滴的空气 - 水界面上，并将其与由丙烯酰胺衍生物组成的凝胶颗粒的干燥过程进行比较。重要的。在2015财年，为了稍后混合颗粒以构建各种积累，我们不仅将视图扩展到由丙烯酰胺衍生物组成的水凝胶细颗粒分散体，还将其视图扩展到由pnipam Gel Fine粒子颗粒中所看到的干燥现象的实验性多功能性。在干燥过程和光学显微镜观察过程中对一系列凝胶颗粒分散体的视觉观察表明，水凝胶颗粒对空气/水界面的吸附能力不仅重要的是，构成细颗粒的单体和聚合物表现出较高的颗粒，而且表现出细凝胶颗粒的溶剂肿胀。