ナノ粒子分散テクニック

第1部 ナノ粒子・微粒子の分散凝集の基礎と分散安定性の評価

(2020年12月10日 10:30〜14:00) (休憩含む)

　微粒子の凝集分散の基礎理論を講義する。身近なコロイド粒子を例にとり、その振る舞いを観察しながら、分子間力と静電的反発力の物理化学を学ぶことができるような講義とする。 さらに、工業事例などを紹介しながら、私たちの周りの分散凝集を学ぶ。 　微粒子の物理化学で最も重要な、分散・凝集について、その基礎理論を習得することができる。凝集の源、分子間力の一つである、van der Waals力の考え方、分散の源、静電的反発力の考え方、そしてそれが測定可能なゼータ電位とは何か。また、その測定法の詳細について、理解できる。 さらに、分散凝集を利用した、事例を幅広く紹介する。

1. コロイド・微粒子とコロイド現象
   1. サイズによる分類
   2. コロイド現象とナノ粒子
2. 生活の中のコロイドの分散凝集
   1. 牛乳と墨汁
   2. ビールと温泉
   3. 豆乳から豆腐
3. 分散凝集の理論と分散安定性評価
   1. 分子間力
   2. van der Waals引力を特徴づけるHamaker定数 (凝集促進因子)
   3. 粒子間斥力を特徴づけるゼータ電位 (分散促進因子)
   4. 分子間引力と帯電粒子の電荷と電位
   5. 電気泳動とゼータ電位 ～液体媒質中の帯電粒子のゼータ電位の評価法
   6. Smoluchowskiの式とHuckel式
   7. ゼータ電位測定の実際
   8. DLVO理論
   9. ポテンシャル曲線
4. 急速凝集理論の考え方と工業事例
   1. 豆腐でみる分散と凝集
   2. 急速凝集理論
   3. 分散と凝集を応用した工業製品
   4. 凝集防止によるナノ粒子合成 (ゲルゾル法)
5. 終わりに
• 質疑応答

第2部 スラリーの分散安定性評価

(2020年12月10日 14:15〜16:30) スラリーを取り扱うプロセスは、リチウムイオン電池電極製造、各種材料プロセス、製薬、食品、水処理といった非常に幅広い分野に存在します。これらのプロセスのスタート地点であるスラリーの特性、特に分散安定性が最終製品の品質と密接な関係にあることは経験的に広く知られています。本講座では、スラリー中の微粒子分散についての知識習得を目的として、スラリーの分散の原理と分散安定性評価法について解説します。

1. スラリーの分散状態評価技術の基礎
   1. スラリーの分散・凝集の原理
   2. スラリー評価の必要性
   3. 様々なスラリー評価法
2. 従来法によるスラリー評価とその特徴
   1. 流動特性評価
      1. 流動挙動の種類 (流動曲線)
      2. 流動性評価法
      3. 流動性評価の実例
      4. 使用機器による評価結果の違い
   2. 重力、遠心沈降による評価
      1. 重力、遠心沈降試験の原理
      2. 評価結果の実例
   3. その他の評価法
      1. 粒子径分布測定による評価
      2. 直接観察による評価
3. 沈降静水圧法を用いた分散安定性評価
   1. 沈降静水圧法の原理
   2. 沈降静水圧法によるスラリー評価
   3. 沈降静水圧法によるスラリー評価の実例
4. 浸透圧測定法によるナノ粒子スラリーの評価
   1. ナノ粒子スラリーの特徴
   2. 浸透圧測定法の原理
   3. 測定結果の実例
   4. 従来法との比較と測定結果から予測される成形体の微構造
5. まとめ
• 質疑応答