論文の公開元へStudy on Microstructure of Amphiphilic Porphyrin Adsorbed at Oil/Water Interface
概要
Title
Author(s)
Study on Microstructure of Amphiphilic
Porphyrin Adsorbed at Oil/Water Interface
Gusman, Tania Avianda
Citation
Issue Date
oaire:version
URL
https://hdl.handle.net/11094/85276
rights
Note
やむを得ない事由があると学位審査研究科が承認し
たため、全文に代えてその内容の要約を公開してい
ます。全文のご利用をご希望の場合は、
いてをご参照ください。
Osaka University Knowledge Archive : OUKA
https://ir.library.osaka-u.ac.jp/
Osaka University
様式 7
論文審査の結果の要旨及び担当者
氏
名
（
Tania
Avianda
Gusman
）
（職）
論文審査担当者
氏
名
主 査
教授
塚原
聡
副 査
教授
中野
元裕
副 査
教授
水谷
泰久
論文審査の結果の要旨
ポルフィリンの会合体は，光触媒，光学センサー，材料科学などへの応用が期待される興味深い研
究対象の１つである。本研究では，両親媒性のポルフィリンである 5-(4-carboxyphenyl)-10,15,20triphenylporphine (TPPCOOH)の会合を，トルエン／水界面で検討した。TPPCOOH は，大きく疎水的な
ポルフィリン環と小さく親水的なカルボン酸基を持ち，pH の中性領域で酸解離を起こす。本論文の目
的は，TPPCOOH の界面への吸着や会合体形成に及ぼす種々の影響を調べることである。
まず，トルエン／水界面の界面張力をペンダントドロップ法で測定した。その結果，TPPCOOH の濃
度が高くなると界面張力は低下した。また，水相の pH が高くなると界面張力は低下した。さらに，ア
ルカリ金属イオン M⁺の塩の濃度を増加させたところ，界面張力は減少した。以上のことは，酸解離し
た TPPCOO – が，M⁺とともに界面に吸着していることを意味している。アルカリ金属イオンを，Li + ，
Na + ，K + に変えて実験を行ったが，大きな違いは見られなかった。
薄層二相マイクロセルに，TPPCOOH のトルエン溶液とアルカリ金属イオンを含む水相を入れて接触
させ，トルエン／水界面を調製した。それを，光源，モノクロメーター，偏光子を組み込んだ光学顕
微鏡のステージの上に置き，トルエン／水界面を観測した。その結果，吸着した TPPCOO – M⁺は，界面
で均一に存在するのではなく，針状の会合体を形成することがわかった。さらに，偏光方向を回転さ
せながら，界面に対して垂直に偏光を照射したところ，偏光方向に依存して，会合体の明度が変化す
ることがわかった。このことは，会合体内において，TPPCOO – はランダム配向ではなく，一定の方向
に配向していることを意味する。さらに，画像処理から得られた会合体の最大吸光度を用いて，二次
元界面に対する修正 Lambert-Beer 法を用いて界面過剰量（𝛤𝛤）を算出した。
上 記 の よ う に ト ル エ ン ／ 水 界 面 に 形 成 し た TPPCOO– M + 会 合 体 を 基 板 上 に 移 し ， 原 子 間 力 顕 微 鏡
(AFM)を用いて観測した。その結果，針状会合体の厚さとして 2.15 nm が得られた。一方，分子力学法
(ソフトウェア：Avogadro)を用いて TPPCOOH の大きさを計算したところ，最大の長さとして 1.95 nm
が得られた。これらの結果から，TPPCOO – M + 会合体は単層であることを確認した。
上記の系に，陽イオン性界面活性剤の butyltrimethylammonium bromide (C4 TAB)または dodecyltrimethylammonium bromide (C12 TAB)を添加すると，葉状の会合体が形成した。これは，陽イオン性界面
活性剤と TPPCOO – の会合体であると考えられる。調製直後には葉状会合体が形成するが，時間ととも
に葉状会合体の量は減っていき，針状会合体の量が増えることがわかった。このことは，TPPCOO – は
界面に多く存在する界面活性剤と最初は会合するが，時間とともにより熱力学的に安定な針状会合体
（アルカリ金属イオンとの会合体）に変化する動的な変化が起こっていることを意味している。
以上のように，本論文は，トルエン／水界面において形成する TPPCOO – 会合体の特性を明らかにし，
多くの新しい知見を得た。よって，本論文は博士（理学）の学位論文として十分価値あるものと認め
る。
