微粒子分散系の安定性評価と「ポテンシャル曲線」の描き方・読み方・使い方

★粒子分散性の事前予測，評価・機器測定・数値計算，その考え方と進め方 ★事前配布のExcelシートは後日自由に活用可！

日時

【1日目】2024年4月15日(月） 13:00～16:30【2日目】2024年4月16日(火） 10:30～16:30  　※本セミナーは，2日間セミナーです。

セミナー講師

東京理科大学 名誉教授 薬学博士 大島 広行 氏

セミナー受講料

1名につき66,000円（税込・資料付）〔１社２名以上同時申込の場合のみ１名につき60,500円〕

受講について

※Microsoft Excel (2013以上が望ましい) が使用可能なパソコンをご用意の上，お申込願います。講演前にお送りするExcelシートは，後日，自由に活用が可能です。

セミナー趣旨

分散系の定性性はDLVO理論で評価できる。この理論では粒子のゼータ電位（分散促進因子）とハマカー定数（凝集促進因子）を用いて粒子間相互作用のポテンシャル曲線を描く。２つの因子を完全に理解した上で，ポテンシャル曲線の描き方，読み方，使い方について解説する。 

セミナープログラム

０．はじめに(準備)：自然界の意志 (自然を支配する原理)　　0.1 確率の大きい状態へ：エントロピー (無秩序さ) を増やしたい　　0.2 力に逆らわない：ポテンシャルエネルギー (力に逆らっている度合) を下げたい１．微粒子集団は粒子間引力(分子間引力に由来)により必ず凝集する　　1.1 微粒子(分子集合体)そのものは分子間に引力がないとできない　　1.2 分子間に働く普遍的なファンデルワールス引力　　1.3 微粒子表面の分子は内部の分子に比べ高エネルギー状態にある　　1.4 微粒子集団は粒子間に斥力がなければ(分散媒質との親和性が強くない限り)必ず凝集する　　1.5 エネルギーと電位の尺度；熱エネルギー4×10-21 Jと25 mVが基準値　　1.6 ポテンシャル曲線の谷と山の意味：山を越えられるか，谷から抜け出せるか２．分子間引力と微粒子間引力　　2.1 微粒子間引力は分子間に働くファンデルワールス引力の合計　　2.2 微粒子集団の凝集促進因子：ハマカー定数　　2.3 分散の目安：ハマカー定数に打ちかつ微粒子間斥力が必要　　2.4 似た者同士は引き合う「類は友を呼ぶ」　　2.5 分散媒質との親和性：疎水性粒子と親水性粒子３．微粒子間引力に対抗する微粒子間斥力：粒子表面を何かで覆う　　3.1 静電斥力：対イオンの雲で粒子表面を覆う　　3.2 高分子等で粒子表面を被覆：立体相互作用４．界面電気現象の基礎　　4.1 水系と非水系(有機溶媒系)の違い：誘電率の差(誘電率の大きな水と小さな油)　　4.2 電荷(原因)と電場・電位(結果)　　4.3 帯電微粒子は裸ではなく電気二重層(対イオンの雲)の衣を着てブラウン運動を行う　　4.4 電気二重層の厚さ(デバイ長)と微粒子表面の電位　　　　(ゼータ電位に近似的に等しい)が界面電気現象を支配　　4.5 ポアソン・ボルツマン方程式 　　4.6 微粒子集団の分散促進因子：ゼータ電位　　4.7 分散の目安：熱エネルギーに相当するゼータ電位25mVが基準５．電気泳動移動度の測定とゼータ電位を計算する式　　ゼータ電位は直接測定する量ではなく計算から求める量。どの式を用いるべきかが重要　　5.1 電気泳動とゼータ電位　　　5.2 スモルコフスキーの式：大きな固体粒子に適用，形状によらない　　5.3 ヒュッケルの式：小さな固体粒子や非水系（有機溶媒系）　　5.4 ヘンリーの式：任意のサイズでゼータ電位が50mV以下の球状固体粒子　　5.5 円柱状固体粒子の場合：粒子の方向について平均をとると球ほぼ同じ　　5.6 ゼータ電位が50mV以上では緩和効果（拡散電気二重層の変形）が重要　　　5.7 緩和効果を考慮した式：任意のサイズとゼータ電位をもつ球状固体粒子　　5.8 種々の理論式の適用範囲 　　　5.9 測定例６．エマルションと柔らかい粒子(高分子で被覆した粒子)の電気泳動　　6.1 エマルションは同じゼータ電位をもつ固体粒子より速く泳動　　6.2 ヘルマン・藤田の球状高分子電解質の電気泳動理論　　6.3 柔らかい粒子の電気泳動は固体粒子と全く異なる　　6.4 柔らかい粒子か固体粒子かの見分け方 6.5 柔らかい粒子の電気泳動移動度の解析法と実例７．沈降電位，濃厚系，非水系(有機溶媒系)の電気泳動および動的電気泳動(ＣＶＰ法とＥＳＡ法 )　　7.1 沈降電位：ＣＶＰと同じ原理 　　7.2 体積分率が１％を超えると濃厚系の扱い　　7.3 動的電気泳動：ＣＶＰ法とＥＳＡ法　　7.4 非水系（有機溶媒系）では，粒子の電荷が　　　　非常に大きいと電荷に依存しない一定の電気泳動移動度を示す：対イオン凝縮効果８．微粒子間の静電反発エネルギー：ＤＬＶＯ理論　　8.1 １個の粒子に働く力　　8.2 ２個の粒子間の静電斥力：電気二重層の重なりによる対イオンの浸透圧増加　　8.3 ＤＬＶＯ理論：分散安定性を説明する標準理論　8.4 微粒子間の全相互作用エネルギー９．エクセルによる分散系の安定性を評価する方法　　エクセルを用いたポテンシャル曲線の描き方　　9.1 数値入力：ハマカー定数，ゼータ電位，電解質濃度等の入力　　9.2 エクセルによる任意温度の媒質粘度と誘電率の計算　　9.3 エクセル組み込み関数(指数関数，べき関数)を用いて数式入力：　　　　DLVO理論に基づく粒子間相互作用エネルギーの式を入力　　9.4 エクセルによる任意の粒子間距離における全相互作用エネルギーの計算と結果の図示　　9.5 エクセルのMAX機能を用いたポテンシャルの山の計算　　9.6 ポテンシャル曲線の作成例とポテンシャルの山　　 9.6 分散系の安定性のわかるマップ：ポテンシャルの山の高さが熱エネルギーkTの15倍あると安定　　9.7 非水系（有機溶媒系）のポテンシャル曲線１０.さらに精密な評価：凝集確率と安定度比【質疑応答】