研究概要

アブラムシの中に、自ら排出する蜜の液滴表面を固体ワックス粒子で覆うことでリキッドマーブル（気中液滴型分散体）を作製し、高粘度液体を粉体として取り扱うことを可能にする技術を有するものが存在する。本研究では、高粘度液体である粘着性高分子の液滴表面を固体微粒子で覆ったリキッドマーブルを作製し、粘着剤の粉末化を実現化する。さらに、リキッドマーブルの形成メカニズムの解明を行うとともに、外部応力による粉末状粘着剤の粘着力発現機構を明らかにし、材料化学分野へ研究を展開する。微粒子の界面吸着現象は界面張力を駆動力としており、現行の重力支配下における他律的エネルギー消費型のものづくりに対し、自律的省エネ型のものづくりを可能にする。

２７年度の実施計画

本研究では、前述した目的を達成するために、下記項目について検討を行う。

（1）高分子微粒子の精密合成・評価

リキッドマーブルの安定化剤として使用する疎水的表面を有する固体粒子、およびリキッドマーブル内部に導入する粘着性粒子の水分散体を合成する。リキッドマーブルの安定化剤として、疎水性分子で表面がコーティングされた微粒子を合成する。粘着性粒子については、工業的に粘着剤のベースポリマーとして利用されている高分子をベースとし、表面の親水性疎水性バランスの異なる粒子の精密合成を行う。さらに、生成粒子の粒子径・粒子径分布、形状、化学組成評価する。

（2）リキッドマーブルの作製および形成機構の解明

粘着性高分子微粒子水分散体の液滴を、疎水的表面を有する高分子微粒子乾燥粉末上で、様々な条件下（温度、湿度、時間）において転がすことでリキッドマーブルを作製する。さらに、粒子の気液界面吸着挙動・状態を評価することでリキッドマーブルの形成メカニズムの解明を行う。具体的には、粘着性高分子微粒子の気液界面への吸着による表面張力の経時変化を、表面張力測定装置を使用して測定することで、粒子の界面への吸着速度、および界面活性能を数値化する。また、リキッドマーブル表面を共焦点レーザー顕微鏡で観察することで、空気-水界面において粘着性粒子と疎水的粒子の乾燥粉体が形成する構造を評価する。取得するデータとリキッドマーブルの安定性の相関関係を明らかにすることで、リキッドマーブル形成メカニズムの解明につなげる。