【化学】京大、水と油を効率的に分離できる柔軟多孔性物質(マシュマロゲル)を開発

京都大学(京大)は1月11日、原油回収における水/油分離や分析化学における分離媒体として有効な新
しい柔軟多孔性材料(マシュマロゲル)を開発したことを発表した。

同成果は、同大 中西和樹 理学研究科准教授、金森主祥 同助教、早瀬元 同大学院生(博士後期課程)、
梶弘典 化学研究所教授、福地将志 同特定研究員(当時)らによるもので、詳細は独化学誌「
Angewandte Chemie International Edition」に掲載された。

物質内部に多数の細孔を有する「多孔性物質」は、多量のガス・液体を吸着することから広く利用さ
れているが、スポンジなど高分子発泡体以外には柔軟な多孔性物質はほとんど存在せず、水と油の混
合物から油のみを吸着し、かつ迅速に取り出すことはこれまで容易ではなかった。

例えば2010年にメキシコ湾で発生した原油流出事故では、海域の沿岸部に大きな被害が生じたほか、
日本でも1997年にナホトカ号の重油流出事故が起きたが、その時の沿岸部での対応は、大人数を動員
した柄杓での人力による回収作業であった。
これは、原油回収用の油/水分離媒体として有機高分子発泡体は高温で使用不可能であるなど、使用条
件が限られてしまうため、決定的な素材が存在しなかったためである、

研究チームはこれまでに、有機基としてメチル基をもつメチルトリメトキシシラン(MTMS)とジメチルジ
メトキシシラン(DMDMS)を前駆体とし、世界的にも珍しい柔軟多孔性材料の合成を発表していた。
今回の成果は、メチル基以外にもさまざまな有機置換基を導入したゲルを作製し、超撥水性・親油性や
柔軟性に焦点を合わせて物性面を調べたものとなる。

今回、開発されたマシュマロゲルは、シリコーンゴム・樹脂の主成分として知られるポリジメチルシロ
キサン(PDMS)に似た高分子構造を有している。
研究チームでは最初にPDMSがもつ撥水性に注目して研究を開始。
撥水性には、物質表面の分子構造と凹凸が大きな影響をおよぼすことが知られているが、マシュマロゲル
の表面はPDMS同様、水を寄せ付けにくい有機基で覆われており、多孔性物質由来の表面の凹凸面はハスの
葉のように水を弾く効果を生み出すことが可能である。

>>2に続く

>>1の続き

実際に水の接触角を調べたところ、超撥水性を示すことが確認された一方、有機物(油)に対しては高い
親和性を示すことが確認された。
そのため、水とヘキサンを混ぜた液体にマシュマロゲルを浸したところ、ヘキサンのみがゲルに吸着さ
れ、スポンジのように繰り返し吸着・圧搾することで、水から完全に分離できることが確認されたという。
また、ヘキサン以外の有機物に対しても同様の効果が確認され、マシュマロゲルを使うことで迅速に水か
ら油を分離できることが判明した。

さらなる解析の結果、PDMSと同じように幅広い温度域で安定な物質であることも判明した。
マシュマロゲルはポリスチレンやポリウレタンなどの有機高分子が分解してしまう300℃超の高温から、
ほとんどの有機高分子が柔軟性を保つことができない-130℃付近の低温でも、柔軟性をはじめとした物
性の変化がほとんど生じなかったほか、液体窒素中(-196℃)でも可逆的に形状を回復できる柔軟性を保
つことも確認された。

またマシュマロゲルは、骨格を形成する前駆体の種類を変更することで、機能性をもつ有機鎖を導入す
ることも可能だという。さらに、スポンジなど高分子発泡体よりも、より厳密に広い範囲で、骨格や細
孔の大きさを制御することができることから、吸着する油の粘性に適した細孔サイズにする、マシュマ
ロゲル表面の有機基を利用して特定物質を吸着させるなど、目的に応じた材料設計を簡単に行うことが
できるようになると研究チームでは説明する。

ちなみにこのマシュマロゲルは、一般にゾル-ゲル法と呼ばれる方法で得られ、前駆体などの薬品を一度
に混ぜて出発溶液とし、一定の温度(典型的には80℃)に保つだけで、簡単に所望の形に合成(ワンポット
合成)することができるほか、原料も工業的に広く使われている薬品であり、合成方法も特殊な装置や条
件は必要ないため、例えば原油流出現場でも迅速に作製できる材料になるという。

なお研究チームでは今後、さまざまな有機基をもつマシュマロゲルそれぞれについて、分離媒体としての
詳細を解明していく予定としており、それらの研究成果から分析化学技術の発展が促され、水質測定をは
じめとした環境化学や製薬など、さまざまな分野の研究が加速することが期待されるとしている。

マイナビニュース　　 [2013/01/11]
http://news.mynavi.jp/news/2013/01/11/121/

依頼がありました
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1355754323/86

よーーーわからんがマシュマロゲルってのが偉いんだなｗ

石油タンカーが事故るたびに大儲け

もう　　応用化学の分野でも京大の一人勝ちだな。東大生は入試だけで燃え尽きてしまうんだろw

オーランチオキトリウムが実用化へ一歩進んだな

すごいなコレ

と思いつつ、お腹の脂肪を分離するマシュマロを希望

地味にすごいな

洗剤を使わずに水だけで油汚れが
吸着するから排水に油分も少なくなって汚染が減少とか

東大は官僚育成大学だから。欧米的な政治的リーダー育成に力を注げばいいよ。

傘作ってよ

>>1
メチルトリメトキシ・・・・ジメチルジメトキシ・・・・

　　∧_∧
⊂（#・д・） 　しらんって言ってんだろ！！
　/　　　ﾉ∪
　し―-J　|l| |
　　 　 　 　 人ﾍﾟｼｯ!!

オイルでぬるぬるだけど握るだけで水分の多い液をきれいに分離できるオナホ？

ポンプで海水くみ上げて静置し
上澄みを油として回収した方が速い

デヴから油だけ取って燃料にしようぜ

ホール素材に・・・

下水油の製造が楽になるな…シナー大喜び

>>7
分離する以前に、余分に入れるな

前駆体はありふれたシリコーンだから、
油漏れした現場でねるねるねるねはイッヒッヒしてばらまけば吸着できるってことだな

動画が見たかった

マシマロ　マシマロ〜♪

アブラ運搬船のタンク洗浄で出る油汚染水の浄化に使えそう。

固めるテンプルの立場は

Angew. Chem. Intl. Ed の論文なんか腐るほど出てるだろボケ

牛乳をつけると脱脂肪乳ができる？
なら、バターが簡単にできそうだな

環境負荷が減ると良いね。ゴミの資源化まで行けば完璧

>>20
ギガジンに出てた
http://gigazine.net/news/20130116-marshmallow-gel/

メキシコ湾の原油掃除に使える？

家庭レベルでも使い道が多いような気がする。
油汚れを拭き取るスポンジとか、
食品の脂を抜いてくれる電子レンジ用加熱シートとか。

中国人なら下水から油を回収するのが便利になって喜ぶかもｗ

・すっごい水はじくよ
・すっごい油吸うよ
　→石油流出の海にばら撒いたら油だけ回収するの楽じゃん

・普通のスポンジがボロッボロになる温度でも余裕で使えるよ
・スポンジ穴のサイズいじって特定の物質を吸いやすく調整できるよ
・原料ブチ込んであっためるだけで簡単に作れるよ

こんな感じなの？
いいなあ

「アク取りに使えないか？」（鍋奉行）

>>10国民を騙すための科学者も必要だろ

水と油を高速分離　京大が新素材、原油流出に有効
http://www.nikkei.com/article/DGXNASDG1106D_S3A110C1CR8000/

　超微細な穴を多数持ち、マシュマロのような弾力性を持つ軟らかい新素材を、京都大の中西和樹准教授
（無機材料化学）のグループが開発し、ドイツの化学誌電子版に発表した。

　表面は水をはじき、穴は油が吸着する性質があるため、原油流出事故で油を回収するなど、液体や
気体の高速分離に役立つと期待される。
　グループは、工業材料として使われるケイ素アルコキシドや界面活性剤、酢酸の水溶液などを使用。
これらの材料を混ぜた溶液を80度で３〜４時間置くと、分子がつながって固まり、簡単に新素材ができる。

　中西准教授は「幅広い温度で安定した性質を持ち、既存材料にはない応用が可能。化学物質の濃縮
などにも利用できる」と話している。

>20
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201207969/suppinfo

最近の論文は supporting information でビデオまで出るのか。

でも結局ゲルを絞るのは手作業だよねこれ
原油があふれてる場所で機械なんか使ったら電気で発火とか爆発とかしそうだし
しかも事故現場だと不純物が多いから油と一緒にくっついてゲルの穴が詰まっちゃいそう

万力を沢山用意しよう(・∀・)ﾉ

いったん吸着させたら使い捨てじゃあないのか

完全にスレタイのマシュマロゲルだけでやってきたが、
かがくのちからってすげー

これは凄い

水と油を綺麗に分けるのって大変だからなあ
水と油は混ざらないと言いつつも高純度となるとやっぱり難しい

なにこれ
ものすごい石鹸ができるって話？

梶さん、知り合いや

>>37
取りあえず絞れるだけ絞って、不純物が詰まって使えなくなったら捨てるって感じだろうね。

そっか

えらい文系の人（あるいはえらい学卒の人）は
「いつまでなら確実にできるんだあああゴルア」的な発想だから
再使用考えないでディスポ品として扱ったほうがいい気もするんよ

復活するかわからないけどとりあえずカラム洗いましょうみたいなの
散々やったこともあるけど、締め切りがあるとなあ

恋愛ｻﾛﾝでストーキングする破門一族らの真相
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偽本尊擁護絵画を売るのが特徴。西山、創価関係者。お寺を破門にされ以上の犯罪を繰り返したため、出入りを止められなくなり、道場やぶりの合間にストーキングしている。

マシュマロで作った石破さんですか？
お菓子として売れるかねえｗ