化学と教育
Online ISSN : 2424-1830
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66 巻, 8 号
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講座:先生のための『発展』
  • —木質を用いた高吸水性樹脂の開発—
    甲野 裕之
    2018 年66 巻8 号 p. 394-397
    発行日: 2018/08/20
    公開日: 2019/08/01
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    高吸水性樹脂(Superabsorbent polymer, SAP)は大量の水を吸収して瞬時にゲル化し,圧力をかけても離水しない機能性高分子材料である。工業生産されているのは主にアクリル酸塩とアクリル酸の共重合体を三次元的に架橋したものであり,紙おむつ,農業・園芸,土木・建築,化粧品など多岐に利用され,我々の生活に欠かせない材料の一つとなっている。一方で汎用合成高分子同様に,使用後の処理に伴う環境汚染,焼却処分によるCO2排出など環境問題への懸念もあり,生分解性を示すSAPの開発も検討されている。ここではポリアクリル酸系SAPの吸水・保水機構について構造的側面から説明したのち,木質の主成分であるセルロースを原料に用いたSAP合成方法と吸水特性,さらにはその生分解性について紹介する。

  • —微粒子による流体のカプセル化—
    村上 良
    2018 年66 巻8 号 p. 398-401
    発行日: 2018/08/20
    公開日: 2019/08/01
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    エマルションや泡などの流体から成る分散系を安定化するために,界面活性な分子(界面活性剤)が一般に用いられる。一方,ナノ・マイクロメートルサイズの微粒子も界面活性剤と同様に空気/水表面や油/水界面などの流体界面に吸着し,エマルションや泡の安定化剤として働くことが知られている。微粒子による安定化における重要な因子は,微粒子の流体界面に対する濡れ性(接触角)である。撥液性を有する微粒子を用いた場合,液滴が空気中に分散された系(liquid-in-air分散系)を安定化することが可能である。この分散系の代表例として,ドライリキッドやリキッドマーブル(液体ビー玉)が挙げられる。ドライリキッドは多量の液体をマイクロメートルサイズの液滴として含む粉体として振る舞う物質であり,リキッドマーブルは非付着性のミリメートルサイズの液滴であり,どちらも比較的容易に作製できる。このような特異な性質を触って実感できる点でも面白い物質である。

シリーズ:ものづくりと学問 ―製造業と化学工学―
  • 中尾 真一
    2018 年66 巻8 号 p. 402-403
    発行日: 2018/08/20
    公開日: 2019/08/01
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    膜は,分離対象となる分子の大きさの違いを利用したり,膜素材への溶解性や拡散性の違いを利用したりし,いろいろな分子を分離できる。例えば,海水から真水を造る際には溶解拡散により分離する逆浸透膜が,メタンから水素を造る際には水素と二酸化炭素を分子ふるい機構で分離するシリカ膜が用いられる。バイオ分野ではタンパクの分離精製に膜が用いられるが,タンパクの膜への吸着による膜透過量の低下,すなわちファウリングが大きな問題となる。このため,アンチファウリング膜の開発が活発に行われており,膜表面のベタイン系ポリマーによる修飾がよい成果を上げている。

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