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コロイド
東工
Stability o
Sak Dep 425
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Abs spon rela crys part num crys base Key trian
! ! ! ! ! ! ! ! ! !!! はじめに
荷電コロ 溶媒中に分散 とが多かっ なコロイド オンを含む ある。すな 互作用のみ 気的ポテン して、微視 つと考える 者の間でサ 理論、計算 さを持ち込 我々は、
イド粒子の得 イド粒子は、
自己集積し 気相、密度 ることを明 の理論によ 粒子間に引 しながら、
粒子の間に ュアのDLV な理論上の 決をみてい 我々は、
いたコロイ 験の狙いは 環境で、純 るかどうか
ド気液固相
工大 三好早
of crystallin
ki Miyoshi an pt. Innovative 59 Nagatsuta stract: We r ntaneously tra ations are dete stallinity of c ticle position mber of regula stallinity at a ed on this resu y words; Gas
ngulation
ロイド分散系は 散した 1 成分 った。しかしな ド粒子と微視的 む多成分系とみ なわち、巨視的 み（微視的イオ ンシャルを遮蔽 視的イオンも静 るモデルである サイズと電荷が 算シミュレーシ むことになる 重力沈降過程 の得意な相分離
、セル（ガラ し、平衡状態で 度の高い液相、
明らかにした。
よると、気液相 引力が作用する
、コロイドのよ に引力が作用す VO理論批判の の課題を孕んで いない２）。
、国際宇宙ステ イド相分離実験 は、重力による 純粋に電荷効果 かを検証するこ
相分離にお
早希、石川正
e phase in
nd Masamich e & Engineer a, Midori-ku, report that ansform into ermined by a colloidal cryst are connected ar triangles to
salt concentr ult.
s-liquid-solid
は、従来、コ 分系の溶液と ながら、最近 的な対イオン みなす考え方 的なコロイド オンは、コロ 蔽する）とす 静電的には同 る。後者の取 が極端に異な ションにおい る。
程において生 離現象を報告 ラス）底面に堆
ではコロイド
、さらに結晶
。ファン・デ 相分離が生じ ることが期待 ように一様に するかどうか の論文（193 でおり、現在 テーション 験を計画して る堆積効果が 果のみによる ことにある。
おける結晶
正道
n colloidal g
hi Ishikawa red Materials
Yokohama, polystyrene gas, liquid, a a common ph tals was evalu d each other a
the total numb ration. We ex phase separa
コロイド粒子 とみなされる 近では、巨視 ンあるいは塩 方が広まりつ ド粒子同士の ロイド粒子の するモデルに 同等の寄与を 取り扱いは、
なることから いて著しい困 生じる荷電コ 告した１）。コ 堆積した後に ド粒子が希薄 晶相に相分離 デル・ワール じるためには 待される。し に負に荷電し かは、ラング 8）以来、重 在に至っても きぼう を ている。宇宙 が働かない宇 る相分離が生
。特に荷電コ
晶相の安
gas-liquid-
s, Tokyo Inst Kanagawa 2 colloids, wh and solid pha hase diagram uated by the and triangles a ber as the cry xamined the f ation, Like-ch
子が るこ 視的 塩イ つつ の相 の電 に対 をも
、両 ら、
困難 コロ コロ に、
薄な 離す ルス は、
しか した グミ 重大 も解 を用 宙実 宇宙 生じ コロ
イド ラス基 いは粒 てい 重力堆 用の有 本研究 配す くす 電相互 つい 実験
用
（Du 粒子 いて脱 は、図 水−
によ 成す
図1
安定性
solid phas
titute of Tech 226-8502 E hich are ini ases in aqueou
containing th Delaunay tri are generated.
ystallinity. As factor which harged colloi
ドの相分離では 基板に近接し は粒子−基板と る可能性が否 堆積の効果を の有無を明らか 究では、結晶 る因子につい ことによって 互作用に基づ て報告する。
いた粒子は、
uke社製）、密 は、事前に B て脱塩したもの 図 1 に示す
−エタノール よって、粒子が
る条件を実現
コロイド集
1 mm 0.5 mm1 mm
e separatio
hnology E-Mail: ishika
itially homog us solvents an he gas-liquid iangulation. In
Here we def a result, we fo
control the s ids, Phase di
は、重力堆積 しており、重 との間に働く 否定できない を消去できる かにする上で 晶相に着目し いて検討し、
てはじめて明 づくコロイド
。
、3μm 直径 密度1.05 g/c Bio-Rad 社製 のを用いた。
ようなセルを
（50：50）混 が重力堆積に
現した。
集積セルおよび
Sample Crow 10 mm
on
[email protected] geneous part nd that their
critical point n this method fine the ratio o ound the max stability of cr iagram, Delau
積により粒子 重力が粒子−
く相互作用を い。宇宙実験 ることは、電 で大きな意義 して、その安
、重力による 明らかとなる ド相分離現象
径のポリスチ
cm2である。
製イオン交換
。コロイド集 を用いた。溶 混合溶液を用 によって、1粒
よび液固相観察
Grease
Acrylate (adhesive wn glass
ech.ac.jp ticles, phase t. The d, the of the imum rystals unay
子が常にガ
−粒子ある を覆い隠し 験によって 電荷相互作 義がある。
安定性を支 る影響をな る純粋に荷 象の機構に
チレン粒子
。コロイド 換樹脂を用 集積の観察 溶媒には、
用いること 粒子層を形
察写真
e
e)
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結果と考 コロイ せたるこ うにて、
鏡による し、一粒 計算する 整は、K す。固相 る傾向を されなか に対して を示した 次に、
るために 価した。
から、固 定さした て得られ 三角形の の比率に 測定する
図 3 に 示す。上 図は完全 このよう 濃度依存 結晶の安 大となり ることが 従来、
て損なわ いても、
とができ 本研究に 高めるこ 定性を高 がない。
子間の反 作用によ
参考文献 1) M.
243(2 2) I. La
考察
イド粒子数を ことによって
、液固相図の る観察面積に 粒子層を形成 ることによっ
KCl にて行っ
相の密度は、
を示し、10-5M かった。一方 て一定であり た。
、結晶相の安 に、各塩濃度
。結晶相は、
固相状態（動 た）での粒子 れるドロネー の全数（Nall）に によって定義 ることによっ Regu には、ドロネ 上図は完全性が
全性が低い場 うな方法によ 存性を図 4 に 安定性が高ま り、それ以上 が分かった。
、コロイド結 われることが 10-5M以上の きず従来の知見 によれば、塩 ことが明らか 高める塩の役
。この結果は 反発相互作用 よっても支配 献
Ishikawa an 2010).
angmuir, J. Ch
を一定として、
て、粒子密度−
の作成を行った に見出される粒 成するとして、
って求めた。ま った。得られた
、塩濃度の低い M濃度以上で 方、液相の密度 り、固相に対 安定性と塩濃度 度における結晶
、基板上で六方 動径分布関数の 子の中心位置を ー（Delaunay）の に対する正三角 義される秩序度 って評価した。
ularity regu
al
N
= N ネー法による完
が高い場合 場合（秩序度＝
よって求められ に示す。塩濃度 まり、10-5Mに近 上の濃度では、
結晶の安定性は が報告されてい の塩濃度では結 見と一致する 塩の存在は、結 かとなった。コ 役割に関しては は、コロイド集 用のみではな 配されることを
nd R. Kitan hem. Phys., 6,
、塩濃度を変
−塩濃度平面 た。密度は、
粒子数をカウ
、粒子の充填 また、塩濃度 た相図を図 2
い条件から増 では、結晶相は 度は塩濃度の して密度ギャ 度との相関を 晶相の完全性 方配列をする の評価によっ を結ぶことに
）の三角形を求 角形の数（Nre
度（Regularity
。
ular ll
る完全性評価の
（秩序度＝1）
＝0.56）を示 れた、秩序度 度の増加によ に近づくに従っ
、結晶相は消 は塩の混入に いる。本研究 は結晶は存在す る。しかしな
結晶相の安定 コロイド結晶 は、これまで ド集積がコロイ く、引力的な を示している
o, Langmuir 873 (1938).
変化さ 面じょ
、顕微 ウント 填率を 度の調 2 に示 増加す は観察 の変化 ャップ を調べ 性を評 ること って判 によっ 求め、
egular） ty）を
の例を
）、下 示す。
度の塩 よって って極 消滅す によっ 究にお するこ ながら、
定性を 晶の安 で報告 イド粒 な相互 る。
r, 26,
塩
図3 ドロネ 図2 二次元 粒子サイズ
図4 二次元 塩濃度との相
a)
b)
ネー法による結 元集積系にお
は3μm、50％
元集積系にお 相関。
結晶相の完全 おける液固相
％水−エタノ
おける結晶の安
全性の評価 分離相図。
ノール系１）。
安定性と
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