新たな視点に基づく非水液体中での微粒子分散評価体系の構築

基于新视角的非水液体中颗粒分散评价体系构建

基本信息

批准号：
21H01639
负责人：
石田尚之
金额：
$ 10.32万
依托单位：
Doshisha University (2023)Okayama University (2021-2022)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、表面を最も単純な構造を持つ分子のひとつである、直鎖炭化水素で被覆した場合について、表面間力が各種溶媒中でどう変化するかについて検討を行った。炭素数(C)4ー18で被覆した改質シリカ表面間力をドデカン中で測定したところ、C12で被覆したシリカ表面間でのみ3 nm程度からの短距離の斥力が作用したが、他の炭素数の炭化水素で被覆したシリカ表面間には引力が作用した。また、C12の炭化水素鎖で被覆した表面間の相互作用を、異なる長さの直鎖炭化水素溶媒中で測定したところ、やはりドデカン中で短距離の斥力が作用したが、他の溶媒中では引力が測定された。すなわちこの結果は、表面分子と溶媒分子の炭素鎖長が等しい時のみ斥力が作用するという、非常に興味深い現象を示すものと考えられた。この結果について、周波数変調型AFMで表面付近での溶媒構造の観察を行ったところ、C12被覆表面上では、ドデカン分子が表面近傍においてに平行に配向していることが観察されたが、その他の炭素鎖長の表面上ではこのような配向はみられなかった。すなわち、C12被覆表面では表面分子層にドデカンが侵入することで，表面と溶媒間の相互作用が強くなり、さらにその上に表面に平行に配向した溶媒和層が形成されて、溶媒和斥力が作用することが示唆された。これに対し、C12より短い分子では表面分子層からドデカンが脱離しやすく、また長い分子ではドデカンが表面分子層に完全に埋没するため不安定となり，溶媒和構造が形成されず、引力が作用したのではないかと推察された。これらの結果は、表面と溶媒分子の親和性に加え、表面近傍での構造が表面間力に非常に大きな影響を与えることを示すものと考えられる。

今年，我们研究了当表面涂有直链烃（结构最简单的分子之一）时，各种溶剂中的表面力如何变化。当在十二烷中测量涂覆有碳数(C)4-18的改性二氧化硅的表面之间的力时，仅在涂覆有C12的二氧化硅表面之间作用有约3nm的短程排斥力，而在其他涂覆有碳数(C)的二氧化硅表面之间则作用有吸引力。二氧化硅表面涂有碳数烃。此外，当我们测量不同长度的直链烃溶剂中涂有 C12 烃链的表面之间的相互作用时，我们发现短程排斥力也在十二烷中起作用，但在其他溶剂中测量到了吸引力。换句话说，这个结果被认为表明了一个非常有趣的现象，即只有当表面分子和溶剂分子的碳链长度相等时，排斥力才会起作用。关于这个结果，当我们使用调频AFM观察表面附近的溶剂结构时，观察到在C12涂覆的表面上，十二烷分子平行于表面附近取向，但在其他的表面上没有观察到这样的取向。碳链长度。换句话说，在C12涂覆的表面上，十二烷渗透到表面分子层中，这加强了表面与溶剂之间的相互作用，并且在其顶部形成了平行于表面取向的溶剂化层，并且溶剂化。有人建议它会起作用。另一方面，在比C12短的分子中，十二烷容易从表面分子层脱附，而在较长的分子中，十二烷完全埋在表面分子层中，使其不稳定，阻碍了溶剂化结构的形成和吸引力。据推测，情况可能是这样。这些结果被认为表明，除了表面和溶剂分子之间的亲和力之外，表面附近的结构对表面力也有非常大的影响。