Gemini界面活性剤は, 一般的な界面活性剤の1+1typeの二分子を連結した二量体構造を有している。それゆえ, 一般的な界而活性剤に比べて, 界面物性に影響を及ぼすと考えられる「化学構造上の要因」が多くなる。たとえば, 分子の対称性や, 連結基の種類&長さ, 連結点での立体化学などである。Geminiの応用開発を促進するにも, これらの化学構造の要因が界面物性にどのように影響するか, すなわち「化学構造-界面物性相関」を少しは明らかにする必要がある。しかし, これらの相関を議論するために必要な「系統的な合成法」はまだまだ不十分である。また当初の予測とは違う結果を得るなど, これら「化学構造-界面物性相関」はまだ緒に就いたばかりと言える。本著では, Geminiの化学構造上の要因を列挙し, 一部ではあるが, その要因を議論するための合成法と, その要因が界面物性に与える影響を議論する。

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ジェミニ型界面活性剤は従来の界面活性剤と比べて低い臨界ミセル濃度 (cmc) や高い表面張力低下能など優れた界面活性を有し, 水溶液中での低濃度においてプレミセル形成や自発的ベシクル形成などユニークな会合挙動を示すことが知られている。これまでに報告されているジェミニ型界面活性剤のほとんどは, 疎水基に炭化水素鎖を含むものであるが, 筆者らは, 研究例の少ないフッ化炭素鎖を有するフッ素系ジェミニ型界面活性剤に着目して研究を行ってきた。本稿では, (1) カルボン酸塩を有するフッ素系ジェミニ型アニオン界面活性剤, (2) 四級アンモニウム塩を有するフッ素系ジェミニ型カチオン界面活性剤, (3) フッ化炭素と炭化水素の異種の疎水鎖を有するハイブリッドジェミニ型カチオン界面活性剤の分子設計・合成, cmcや表面張力などの界面化学的性質ならびに水溶液中で形成する会合体の特性について紹介する。

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ジェミニ型界面活性剤は優れた界面化学的機能を有しているにもかかわらず, 実際に市場展開されている例は数少ない。筆者らは実用化を視野に入れ, オレイン酸を原材料とするジェミニ型界面活性剤の開発を進めてきた。本稿ではこれら界面活性剤の開発経緯 (背景), 化学構造上の特徴, 界面化学的な機能, ならびに応用展開について概説する。

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