反应扩散体系中的包覆材料第1部分.ppt

研究計画発表,研究課題 反応拡散機構用粒子構造形成関研究,用途： 塗料，土木建築，医薬品，農薬，化粧品，食品，剤， ,組成： 有機有機 無機無機 無機有機,形態: 真球状粒子 中空状粒子 棒状板状粒子 超微粒子 多孔性粒子 ,秩序非一様組成有構造性微粒子,本研究背景,構造性材料加工技術,作成法一： Top Down 法 大材料、個人為的制御、 高度物質製造方法。 長 所： 低 欠 点： 複雑構造作複雑必要 。,作成法二： Bottom Up 法 物質材料原子分子領域 、材料固有形態、 構造自己組織 化現象用製造方法。 長 所： 単純省簡単操作 欠 点： 複雑大量生産適 例 ： Oscillatory zoning 現象、 Biomineralization(生体鉱物化)現象 Liesegang 現象,Biomineralization(生体鉱物化)現象,成長過程固体内結晶形化学組成生体有機分子作核形成場制御。生物体内無機固体作現象Biomineralization(生体鉱物化)。,生物体内無機物質形成過程解析 (1)高分子集合体構造構築 質脂質分子(小胞)自己組織化、或質 多糖類()構造構築行 結晶成長場環境提供。 (2)界面分子認識(作用)基無機結晶核生成成長 周囲溶液過飽和状態達、固体析出、核生成 及結晶成長起。 (3)大規模細胞活動高次構造化 細胞活動、個無機結晶的配列、融合、高分 子複合化通高次構造中組込。、 超微細組織構造構造体。,硫化物粒子簿膜成長J.H.Fendler,H2S 供給,金属含水溶液,粒子簿膜成長,（1）,（2）,（3）,過程： （1） 気液界面金属結合形成 （2） 結晶粒子下方成長 （3） 粒子形成第1層生成 長所： 省 低 低環境負荷型 欠点： 界面活性剤反応媒質含,Biomineralization現象摸倣、界面活性剤溶液等用、粒子作成法例,自然界中 生物層状現象,不思議,Liesegang 現象様子,Liesegang 現象 反応拡散,NaOH,CoCl2,影響因子：(a)電解質物質効果 (b)性質影響 (c)温度効果,自然界中鉱物層状現象瑪瑙,Oscillatory zoning 現象,周期的化学組成変動,中心部擬同心円状周期的組成変動,何故周期的構造粒子、周期的気象？ 環境変動？,擬同心円粒子作成 参考文献 PutnisNATUREVOL 35827 AUGUST 1992,反応拡散系,（Ba,Sr）SO4粒子断面EDS図,反応拡散、秩序非一様組成変動有構造性微粒子形成現象、Oscillatory zoning 現象存在。,Putnis過飽和理論,中 拡散,出会、 反応始,粒子形成,Sr多含 中心部形成,Ba比較的多粒子成長,Ba多粒子形成 水溶液中Ba2+激減、 Sr増加。,SrSO小過飽和 臨界値持、先核 形成,【反応拡散系形成(Ca,Mg)CO3形状】 Putnis,反応拡散系,球体状,落花生状,Mg濃度,低,高,粒子形,粒子形状相違、中濃度大大依存、粒子形態変化、含有量大依存。,【組成変動(Cd,Ca)CO3固溶体】,溶液濃度：CdCl20.03M CaCl20.5M,溶液濃度：CdCl20.05M CaCl20.5M,溶液濃度：CdCl20.5M CaCl20.5M,溶液濃度：CdCl20.5M CaCl20.2M,Fernandez-Gonzalez,電解質濃度変、(Cd，Ca)CO3粒子形異,Cd rich,Ca rich,酸塩多孔性石自組織構造, Garcia-Ruiz報告,Na2CO3Na2SiO3混 H値塩酸化 石種子 化前、浸 上、CaCl2溶液注 結晶上析出 SEM分析,実験方法,酸塩、炭酸塩上吸着、方向成長抑制、平形態、形成。, K2SO4水溶液（20cm3 、100gdm3） 定量PAA（020.0gdm3 ）,混合水溶液,自然蒸発,結晶形成,25,数日後,結晶観察： FESEM 構造測定： XRD、FETEM 熱分析： TG-DTA,合成結晶Yuya oaki and hiroaki imai,PAA濃度増加共K2SO4結晶形態変化,CPAA35gdm3 薄破片,CPAA57gdm3 傾斜柱状的組立板状,CPAA610gdm3 傾斜組立成長方向指定方向分岐,CPAA1016gdm3 繰返成長方向変化構造引起,CPAA1020gdm3 曲線 螺旋形,高濃度粘着性PAA溶液無機拡散速度下、成長結晶表面上吸着、結晶成長方向変,【本研究目的】,非平衡系反応拡散原理用、 本研究、周期的組成変動粒子新形成開発目的。 非線型下構造形成現象微粒子工学応用目的、本研究、中Oscillatory zoning 型粒子形成現象研究、粒子内規則的化学組成分布発生条件、特定構造粒子内特定位置生成条件明、中反応拡散過程利用構造性粒子形成可能性検討。,本研究概要,中単方向拡散成長粒子形態関研究 双方向拡散成長粒子形態関研究 1. 反応時間影響 2. 化時間影響 3. 濃度影響 4. 濃度影響 寒天違 混合挙動,単方向拡散成長粒子形態関研究,【 実 験 方 法 】,1. 電解質溶解(12g/100ml) U字管化。 2. 一方電解質水溶液入， 反対側，電解質同量純水入 。 3. 拡散、字管一方中 拡散中反応、粒子 形成。 4. 異場所析出粒子取出、水 洗後乾燥SEMEDS観察。 温度全25行。,粒子成長帯I,粒子成長帯II,粒子成長帯III,BaSO4 : 0.5M Na2SO4: 0.01M,SrSO4 : 0.5M Na2SO4: 0.01M,Ba = Sr = 0.5M Na2SO4: 0.01M,単方向拡散成長粒子形態,拡散濃度拡散距離共低、即過飽和度低。粒子形態過飽和度変化。,10m,BaCl2 - SrCl2,Na2SO4溶液,粒子成長帯,反応拡散系例,濃度12g/100ml、U字管内化。 両側所定濃度BaCl、SrClNaSO4水溶液入。 反応、U字管両端中央部拡散、粒子形成。 析出粒子取出、水洗後、乾燥SEMEDS観察。 温度全25行。,拡散,双方向拡散成長粒子形態関研究,【 実 験 方 法 】,周期組成変動粒子,(Ba,Sr)SO4粒子断面 SEM写真,Ba多,Sr多, 示分析結果, 示分析結果,中秩序形状 （Ba,Sr)SO4粒子,水溶液中普通 形成固溶体粒子,粒子構造規則性見,反応時間共周期的成長,組成、反応時間、周期的成長。,実験日目（Ba,Sr)SO 粒子断面SEM写真,実験日目（Ba,Sr)SO 粒子断面SEM写真, 示分析結果, 示分析結果,白部分Ba多,暗部分Sr多,Sr2+：Ba2+：SO420.3M：0.3M：0.5M,中成長粒子断面 示分析結果 (PutnisNATUREVOL 35827 AUGUST 1992) Sr2+：Ba2+：SO420.3M：0.3M：0.5M,中成長粒子断面 示分析結果 （本研究） Sr2+：Ba2+：SO420.3M：0.3M：0.5M,既報中粒子大異特徴,Barich,Srrich,異特徴： 中形成粒子中心部 Sr 多； 今回中形成粒子中心部 Ba 多。 Putnis観点： SrSO4固溶体、小過飽和臨界値持。 本研究考： 異異媒体中拡散速度異。SrBa 拡散速度同場合過飽和臨界値小SrSO4先 析出、拡散速度異場合先過飽和臨界値超 成分先析出。,明2本 粒子成長帯,48時間,72時間,96時間,120時間,不明瞭2本 粒子成長帯,不明瞭2本 粒子成長帯,1本粒子成長帯,化時間変化、反応物拡散後様子,化時間延長、2本粒子成長帯隙間、次第見、 粒子成長帯、1本。,化時間、字管中水溶液化開始、 電