液/液界面ギブズ膜におけるドメイン構造の物理化学 -「線」の立場からの研究-

液/液界面吉布斯膜畴结构的物理化学-“线”视角的研究-

• 批准号: 08J03516
• 负责人: 村上 大樹
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J03516/
• 关键词: ドメイン線張力; 界面不均一構造; 両親媒性分子; 光ピンセット; 蛍光顕微鏡; 液; 液界面; ギブズ膜; ドメイン; フルオロカーボン; 熱力学; 分光学

表面・界面での不均一膜の構造や性質を決定づける大きな要因の1つとして不均一構造(ドメイン)境界の「線」の効果が挙げられる.その大きさの指標として用いられるのが単位線長さ当たりのエネルギーである「ドメイン線張力」である.本年度は,線の効果に着目して不均一構造の性質を探るという研究課題に基づき,ドメイン線張力の直接定量を試みる研究を行った.実験は当該分野の権威である独国バイロイト大学・Thomas Fischer教授の研究室において,光ピンセットにより形状を変化させたドメインが平衡形状に戻ろうとする際の緩和速度や外力との力の釣り合いを蛍光顕微鏡で観察することによりドメイン線張力を定量するという独自の研究手法により行った.ハイドロカーボンまたはフルオロカーボンを疎水鎖に持つ両親媒性分子を用い,さらにその疎水鎖長を変えることで膜を構成する成分の構造を変化させ,その際のドメイン線張力の変化を測定した.不均一構造の形状やサイズ,また実際に測定したドメイン線張力の値は両親媒性の構造と共に顕著に変化しており,不均一構造の性質とドメイン線張力との相関を定量的・定性的に明らかにすることに成功した.これまでドメイン線張力に関して為されてきた研究は理論的アプローチによるものが大部分であり,実験的に線張力の定量を報告した例は非常に少ない.このような現状の中,本研究は両親媒性分子の構造とドメイン線張力の値との関係,またその不均一構造の性質への影響を系統的に評価したものであり,当該分野の研究の今後の進展に大きな寄与を果たし得るものである.

确定表面和界面上不均匀膜的结构和特性的主要因素之一是“线”在非均匀结构（域）边界处的效果，用作其大小的指标。 “域线张力”是单位线长度的能量。今年，基于探索非均匀结构特性的研究主题，我们通过关注线的影响，我们进行了一项研究，以直接量化域线张力。该实验是由德国拜罗伊特大学托马斯（Thomas）进行的，这是该领域的权威。在菲舍尔教授的实验室中，这项研究是使用独特的研究方法进行的，在该方法中，通过观察荧光显微镜观察到恢复平衡时，通过观察力量与外部力量的弛豫率和外部力量与外部力量的平衡与外部力量的平衡来量化其形状的域。使用疏水链中的碳纤维分子或具有碳纤维的两亲分子，并通过改变疏水链的长度来改变构成膜的组件的结构，并测量了域线张力的变化。异质结构的形状和大小以及域线张力的实际测量值。 ，并在定量和定性上取得了成功，阐明了异性结构和域线张力的性质之间的相关性。到目前为止，对域线张力进行的大多数研究都是基于理论方法，很少有例子报告了线张力的实验量化。在当前情况下，这项研究系统地评估了两亲分子的结构与域线张力的价值及其对异性结构特性的影响，它可以为该领域的研究进展有助于。

项目成果

Molecular orientation and miscibility of fluorinated α, ω-alkanediol and alcohol at the hexane/water interface

氟化 α, ω-链烷二醇和醇在己烷/水界面的分子取向和混溶性

• 发表时间: 2010
• 期刊: Colloids and Surfaces A 354
• 作者: D.Murakami;T.Takiue;et al.
• 通讯作者: et al.

Fluorinated Langmuir monolayers are more viscous than non fluorinated monolayers

氟化朗缪尔单层膜比非氟化单层膜更粘稠

• 发表时间: 2010
• 期刊: Journal of Physical Chemistry B (in press)
• 作者: D.Murakami;et al.
• 通讯作者: et al.

Adsorption of 1-Decyl-3-methylimidazolium Bromide and Solvation Structure of Bromide at the Air/Water Interface

• DOI: 10.2116/analsci.24.1279
• 发表时间: 2008-10
• 期刊: Analytical Sciences
• 影响因子: 1.6
• 作者: M. Aratono;Kei Shimamoto;A. Onohara;D. Murakami;H. Tanida;I. Watanabe;T. Ozeki;H. Matsubara;T. Takiue

Phase Transition and Domain Formation in the Gibbs Adsorbed Films Of Long-Chain Alcohols

长链醇吉布斯吸附膜的相变和域形成

• 发表时间: 2009
• 期刊: Journal of Physical Chemistry B 113(in press)
• 作者: M. Aratono;et al.
• 通讯作者: et al.

Effect of the Partial Hydrogenation of Hydrophobic Chains on the Mixing of Fluoroalkanols in an Adsorbed Film at the Hexane/Water Interface

疏水链部分氢化对己烷/水界面吸附膜中氟烷醇混合的影响

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Physical Chemistry C 112
• 作者: Daiki Murakami;et al
• 通讯作者: et al