Characteristic phase separation dynamics guided by interfacial properties and its visualization

界面性质引导的特征相分离动力学及其可视化

基本信息

批准号：
20K14425
负责人：
渡邊千穂
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は高分子固着液滴（sessile droplet）の乾燥過程にともなう相分離構造形成における、(i)高分子濃度、(ii)脂質分子の添加の有無に着目して実験を進めている。2022年度は、前年度の(i)高分子濃度に着目して行った、ポリエチレングリコール（PEG）、デキストラン（Dex）希薄溶液からなる固着液滴のガラス基板表面における筋状の特徴的な乾燥パターン形成（Life 2022, 12(3), 373; https://doi.org/10.3390/life12030373 ）の成果に基づき、(ii)脂質添加の有無による相分離過程と相分離構造の相違についての実験を進めた。そこでまずは、一般的な構造脂質であるホスファチジルコリンを添加した場合のPEG-Dex水溶液の相分離にともなう乾燥パターン形成について調査・実験を行った。その結果、脂質添加がない場合と同じPEG/Dex組成、濃度条件であっても、脂質添加の有無により、固着液滴の乾燥パターンが著しく変化することを見出した。蛍光修飾したPEGおよびDex、さらに、蛍光脂質を添加し、乾燥過程を観察したところ、脂質添加の有無により、乾燥にともなって生じる相分離構造に違いがあることが分かった。合わせて、脂質添加の有無により、乾燥初期の接触角にも差があることを見出した。また、液滴の乾燥過程の可視化についても取り組んだ。具体的にはある種の蛍光分子を高分子溶液中に混合、固着液滴を作成し、蒸発・乾燥する過程を観察したところ、乾燥過程を可視化できる可能性を見出した。これらの研究成果についてまとめ、学会等において発表を行った。

这项研究是在（i）聚合物的浓度和（ii）进行脂质分子的存在或不存在的实验，这是在梗液滴干燥过程中发生的相分离结构中的存在或不存在。在2022财年，我们基于（i）上一年的结果（i）（i）在（i）由多乙烯甘氨酸（PEG）和Dex溶液（33）（33）（33）（3222）的固定液滴表面上形成（i）上一年度的结果（i）（i）上一年度的结果（i），进行了（i）对相分离和相分离结构差异的实验。 https://doi.org/10.3390/life12030373），重点介绍（ii）聚合物浓度。首先，我们研究并尝试了与PEG-DEX水溶液相相关的干燥模式的形成，当加入磷脂酰胆碱（一种常见的结构脂质）时。结果，发现即使在没有脂质添加的情况下，即使在相同的PEG/DEX组成和浓度条件下，粘附液滴的干燥模式也明显变化，具体取决于添加脂质的情况。当添加荧光修饰的PEG和DEX并添加荧光脂质并观察到干燥过程时，发现由于存在或不存在脂质而导致干燥时发生的相分离结构存在差异。另外，发现由于添加脂质或不存在脂质，在干燥开始时接触角存在差异。我们还致力于可视化液滴的干燥过程。具体而言，当将某些荧光分子混合到聚合物溶液中时，会产生粘附的液滴，并观察到蒸发和干燥的过程，发现可以可视化干燥过程。这些研究结果总结了学术会议和其他会议。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Cell-Sized Confinement Initiates Phase Separation of Polymer Blends and Promotes Fractionation upon Competitive Membrane Wetting

DOI：
10.1021/acsmaterialslett.2c00404
发表时间：
2022-08
期刊：
ACS Materials Letters
影响因子：
11.4
作者：
Chiho Watanabe;T. Furuki;Yuki Kanakubo;Fumiya Kanie;Keisuke Koyanagi;J. Takeshita;M. Yanagisawa
通讯作者：
Chiho Watanabe;T. Furuki;Yuki Kanakubo;Fumiya Kanie;Keisuke Koyanagi;J. Takeshita;M. Yanagisawa

固着高分子液滴の乾燥と相分離にともなうパターン形成

由于固定聚合物液滴的干燥和相分离而形成图案

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sugimoto Satoshi;Nakatani Yoshinobu;Yamane Yuta;Ikhlas Muhammad;Kondou Kouta;Kimata Motoi;Tomita Takahiro;Nakatsuji Satoru;Otani Yoshichika;渡邊千穂
通讯作者：
渡邊千穂

ポリエチレングリコール乾燥液滴の外部刺激による結晶化

外部刺激下干燥聚乙二醇液滴的结晶