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：TopDown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：BottomUp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：Oscillatoryzoning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,Oscillatoryzoning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PutnisNATUREVOL35827AUGUST1992,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、Oscillatoryzoning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：CdCl20.03MCaCl20.5M,溶液濃度：CdCl20.05MCaCl20.5M,溶液濃度：CdCl20.5MCaCl20.5M,溶液濃度：CdCl20.5MCaCl20.2M,Fernandez-Gonzalez,電解質濃度変、(Cd，Ca)CO3粒子形異,Cdrich,Carich,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Yuyaoakiandhiroakiimai,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Oscillatoryzoning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,BaSO4:0.5MNa2SO4:0.01M,SrSO4:0.5MNa2SO4:0.01M,Ba=Sr=0.5MNa2SO4:0.01M,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(PutnisNATUREVOL35827AUGUST1992)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、電解質水溶液注時間化時間