ミセルとは 混じり合わない液体のうちの一方が粒状に会合している集合体。体内での薬物運搬 • ミセルに医薬品を封入すると薬物が血液中に長い間残り効果が持続する。 • 副作用を減らせる。 • 薬物量を簡単に調節できる。水中での有機蛍光体 • 水中でも有機蛍光物質が使えることから水槽やプールに絵や画像の表示が可能。 • 光るプール。 • 水をディスプレー化。 • 新しい噴水の開発。ミセルを用いた研究は多数存在し活用方法も多い。逆ミセルによる無機ナノ蛍光体の合成  当部活動では逆ミセル法により作製した無機ナノ蛍光体の研究を行ってきた。改善後 60 発光強度 50 40 30 20 Ex = 302 nm 10 0 400 450 500 550 波長/nm 600 650 700 高校の化学室でもできる簡単な逆ミセル法の確立簡単な合成法の確立と詳細な発光メカニズムを解明。研究目的逆ミセル法を応用したミセル法により，高校の実験室で簡単にできる有機ナノ蛍光体の合成法を確立する。ドデシル硫酸ナトリウム（SDS）  今回はドデシル硫酸ナトリウムを界面活性剤として使用した。化学式 NaC12H25SO4 ドデシル硫酸ナトリウムは洗剤や石鹸にも使われるなど生活においてもなじみ深い。化学の教科書にもある一般的な試薬を用いた。臨界ミセル濃度（CMC）  臨界ミセル濃度はミセルのでき始める濃度。ミセルを作製するには界面活性剤の濃度を CMC以上にする必要がある。 SDS の濃さ SDSの臨界ミセル濃度は 8.2mM ミセルができ始めた。換算すると蒸留水50 mLに0.11 g 蒸留水50 mLに0.11 g以上の濃度からミセルが形成される。実験１界面活性剤の適正量の評価  蒸留水50 mLに対するのSDSの量を変化させ，水溶液の発光を観察した。 SDS / g 0.11 0.13 0.15 0.17 発光 × ○ ○ ○ 発光あり：〇無：× (アントラセンのヘプタン溶液2.1mM) 0.11 g以外全ての濃度で有機ナノ蛍光体が作製できた。 CMC(0.11 g)を超える濃度であれば蛍光体は作製可能。実験２アントラセンの適正量の評価  ミセル溶液にアントラセンのヘプタン溶液を滴下し，ミセル中のアントラセン濃度を変化させた。アントラセン (μM) 0.028 0.056 0.084 0.11 0.47 2.72 光り方 SW ○ LW × SW ○ LW △ SW ○ LW △ SW ○ LW △ SW ○ LW ○ SW △ LW ○ ○:強く光る △:弱く光る ×:光らない SW:ショートウェーブ 254 nm LW:ロングウェーブ 365 nm 薄い溶液ではSWで良く光り，濃い溶液ではLWで良く光る。アントラセンの濃さによって励起波長が変わる。実験２アントラセンの適正量の評価  アントラセンの量で励起波長が異なることについて。薄い場合濃い場合ミセル中の溶液濃度が濃くなると，分子間力によってアントラセンの多量体が形成され，励起波長が長くなる。ミセル内でのアントラセンの凝集が原因。実験３ 1. 2. 3. 4. アントラセンの有機ナノ蛍光体水にSDSを溶かし空のミセル溶液を合成した。アントラセンのヘプタン溶液を合成した。２つの溶液を混合，攪拌した。紫外線を照射して発光を観測した。〈アントラセンのミセル溶液〉アントラセンのミセル水溶液が完成。実験３アントラセンの有機ナノ蛍光体Ａ液とＢ液の比較バルクとナノサイズでSW,LWともに同じ青色に発光した。紫外線 SW:ショートウェーブ 254 nm LW:ロングウェーブアントラセンはバルクとナノサイズで同じ発光をした。 365 nm 実験４ 1. 2. 3. 4. ナフトールの有機ナノ蛍光体水にSDSを溶かし空のミセル溶液を合成した。ナフトールのトルエン溶液を合成した。２つの溶液を混合，攪拌した。紫外線を照射して発光を観測した。〈ナフトールのミセル溶液〉ナフトールのミセル水溶液が完成。実験４ナフトールの有機ナノ蛍光体Ｃ液Ｄ液Ｄ液とＥ液の比較Ｄ液Ｅ液ミセル溶液の方が強く発光した。ミセル溶液はSWでよく光る。発光の色は同じだった。ショートウェーブ紫外線SW:ショートウェーブＥ液Ｃ液とＥ液の比較Ｃ液Ｅ液Ｃ液Ｅ液ショートウェーブロングウェーブ 254 nm LW:ロングウェーブミセル溶液はSW，バルクはLW でよく発光した。発光の色は同じだった。 365 nm ナフトールはバルクとナノサイズで異なる発光をした。有機ナノ蛍光体の作製のまとめ有機ナノ蛍光体の作製方法が確立できた。ナフトールの発光を調べ，ナノサイズにすることで励起波長が変わったり発光強度が変わったりすることが分かった。バルクとナノサイズで違いがみられることからミセルを用いることで量子サイズ効果が起こることが示唆された。結論逆ミセル法を応用し，水溶媒中にナノサイズの有機発光体を作製するための高校の化学室でもできるミセル法を確立できた。今後の予定アントラセンを用いた有機ナノ蛍光体の蛍光・吸収スペクトルをとり，ナノサイズの効果を評価する。アントラセン以外の蛍光物質でも同様に評価する。界面活性剤の種類をかえて同様に評価する。バルクでは光らない物質でもナノサイズにすることで光る物質があるか調査する。