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界面活性剤と両親媒性高分子の機能と応用

(2005年『界面活性剤・両親媒性高分子の最新機能』普及版)

商品コード: B0932

  • 監修: 國枝博信・坂本一民
  • 発行日: 2010年7月
  • 価格(税込): 4,968 円
  • 体裁: A5判、305ページ
  • ISBNコード: 978-4-7813-0250-8

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刊行にあたって

 界面活性剤、両親媒性高分子は化粧品、香粧品、トイレタリー、医薬、農薬の基剤として用いられているのを始めとして、洗浄、食品、塗料、切削油、潤滑剤、接着剤、帯電防止剤など、極めて広範囲に利用されている。特に、近年、環境問題の高まりから、有機溶剤ベースの製品、生産工程を水ベース化する必要性が高まっているが、この問題を解決するにも界面活性剤、両親媒性高分子の機能を上手に用いる必要がある。
 本書においては、第1章において、界面活性剤、両親媒性高分子の溶液中、あるいは単独系における自己組織化に関して述べた。界面活性剤溶液、高分子溶液は構造を持った溶液である場合が多い。その物性を測定する手段は多種多様あるが、特に先進的な研究手法は産業において界面活性剤を扱う研究者、技術者にとって、難解になりつつある。すなわち、それぞれの測定法の専門家は当該測定法の理論の精緻化、精密測定に力を入れており、産業界の研究者にとって、実用系でどのように役に立つのか理解することが難しくなっている。そこで、界面活性剤、両親媒性高分子溶液の自己組織現象、ミセル・液晶・マイクロエマルション構造などを解明するために有力な手段である小角X線散乱法、パルス磁場勾配スピンエコーNMR法をなるべく平易に実例を示して述べた。
 第2、3章では、環境適合性界面活性剤や新規の界面活性物質の最近の研究について、各専門家にまとめて頂いた。第4章においては、界面活性剤と同様に応用によく用いられる両親媒性高分子を中心にその機能設計と応用に関して、各専門家に最新の話題を書いて頂いた。第5章では、界面活性剤、両親媒性高分子関連で、未来を開拓し、従来の方法、用途を超えた新しい素材の研究最前線について、各専門家に述べていただいた。
 これらの内容が、教科書的にならず、新しいシーズ、ニーズを探している第一線の技術者、研究者にとって、役に立つようにまとめた。したがって、従来の教科書、専門書に書かれている内容との重複はできるだけ避けるように心がけたつもりである。
(「はじめに」より)

2005年6月  國枝博信

<普及版の刊行にあたって>
 本書は2005年に『界面活性剤・両親媒性高分子の最新機能』として刊行されました。普及版の刊行にあたり、内容は当時のままであり加筆・訂正などの手は加えておりませんので、ご了承ください。

2010年7月  シーエムシー出版 編集部

著者一覧

國枝博信   横浜国立大学 大学院環境情報研究院 人工環境と情報部門 教授
荒牧賢治   (現)横浜国立大学 大学院環境情報研究院 人工環境と情報部門 准教授
佐藤高彰   (現)信州大学 ファイバーナノテク国際若手研究者育成拠点 助教
北本 大   (独)産業技術総合研究所 環境化学技術研究部門 バイオ・ケミカル材料グループ グループ長
         (現)(独)産業技術総合研究所 イノベーション推進室 総括企画主幹
南川博之   (現)(独)産業技術総合研究所 ナノチューブ応用研究センター 主任研究員
河合 滋   花王(株) ヘルスケア第1研究所 主任研究員
舛井賢治   花王(株) ヘルスケア第1研究所 主任研究員
中島義信   花王(株) ヘルスケア第1研究所 室長
岩永哲朗   太陽化学(株) インターフェイスソリューション事業部 研究開発グループ 主任研究員
押村英子   味の素(株) アミノサイエンス研究所 機能製品研究部 香粧品研究室
益山新樹   (現)大阪工業大学 工学部 応用化学科 教授
酒井秀樹   (現)東京理科大学 理工学部 工業化学科 准教授
阿部正彦   東京理科大学 大学院理工学研究科 教授
中間康成   (株)資生堂 製品開発センター 新価値創出プロジェクト室 室長
         (現)(株)資生堂 化粧品素材研究開発センター センター長
香春武史   (現)花王(株) ケアビューティ研究所 主任研究員
堀内照夫   神奈川大学 工学部 化学教室
         (現)明星大学 理工学部 化学科 非常勤講師
藤堂浩明   (現)城西大学 薬学部 薬粧品動態制御学講座 助教
杉林堅次   (現)城西大学 薬学部長;教授(薬粧品動態制御学講座)
井村知弘   (現)(独)産業技術総合研究所 環境化学技術研究部門 研究員
大竹勝人   (独)産業技術総合研究所 ナノテクノロジー研究部門 グループ長
         (現)東京理科大学 工学部 工業化学科 教授
早川晃鏡   (現)東京工業大学 大学院理工学研究科 有機・高分子物質専攻 准教授
吉田克典(※)   (株)資生堂 R&D企画部
菖蒲弘人   東京医科歯科大学 生体材料工学研究所 大学院生
秋吉一成   東京医科歯科大学 生体材料工学研究所 教授
石原一彦   (現)東京大学 大学院工学系研究科 マテリアル工学専攻 教授
渡邉順司   東京大学 大学院工学系研究科 マテリアル工学専攻 助手
         (現)甲南大学 理工学部 機能分子化学科 准教授
高井まどか   (現)東京大学 大学院工学系研究科 マテリアル工学専攻 准教授
鈴木淳史   (現)横浜国立大学 大学院環境情報研究院 教授
武政 誠   日本学術振興会 特別研究員 PD
         (現)(独)理化学研究所 前田バイオ工学研究室 基礎科学特別研究員
西成勝好   (現)大阪市立大学 大学院生活科学研究科 特任教授
坂本一民   (現)東京理科大学 理工学部 工業化学科 客員教授
有賀克彦   (現)(独)物質・材料研究機構 世界トップレベル研究拠点プログラム・国際ナノアーキテクトニクス研究拠点 主任研究者
福井 寛   (現)福井技術士事務所 所長
南部宏暢   (現)太陽化学(株) 執行役員 インターフェイスソリューション事業部 研究開発担当
 (※)吉田克典先生の「吉」字の正しい表記は、「土」に「口」となります。

 執筆者の所属表記は、注記以外は2005年当時のものを使用しております。

目次

第1章 序論―界面活性剤、両親媒性高分子の自己組織化及び最新の構造測定法
1. はじめに
2. 水-界面活性剤系
3. 小角X線散乱法による自己組織体構造の解明
3.1 はじめに
3.2 散乱の基本原理と散乱ベクトル
3.3 ナノ粒子の構造決定
3.3.1 ナノ粒子の形状因子と二体間距離分布関数
3.3.2 ナノ粒子の構造因子
3.4 両親媒性高分子が形成する液晶の構造決定
3.5 絶対強度測定(試料の単位体積あたりの散乱断面積を求める)―補足として
4. パルス磁場勾配スピンエコーNMR(PGSE-NMR)
4.1 はじめに
4.2 界面活性剤分子の拡散係数とミセルの拡散係数
4.3 水溶性アルコール水溶液中のミセル構造
4.3.1 水/グリセロール/C12EO8系
4.3.2 水/プロピレングリコール/C12EO8系
4.4 マイクロエマルションの構造
5. おわりに

第2章 機能性界面活性剤の開発と応用に関する新たな動き
1. バイオサーファクタントの特性と機能利用
1.1 はじめに
1.2 種類と特徴
1.3 バイオサーファクタントを生産する微生物の探索
1.4 微生物によるバイオサーファクタントの量産
1.4.1 マンノシルエリスリトールリピッド
1.4.2 ソホロリピッド
1.4.3 ラムノリピッド
1.4.4 スピクルスポール酸
1.4.5 サーファクチン
1.4.6 エマルザン
1.5 界面活性と自己集合特性
1.6 生理活性
1.7 石油技術への利用
1.8 環境浄化技術への利用
1.9 省エネルギー技術への利用
1.10 タンパク質分離技術への利用
1.11 先端医療技術への利用
1.12 バイオサーファクタントの展望

2. 合成糖脂質の構造と物性
2.1 はじめに
2.2 合成糖脂質の分子構造と会合構造:分子設計のポイント
2.2.1 合成糖脂質の糖親水部
2.2.2 合成糖脂質の疎水部
2.2.3 親水基・疎水基の選択と糖脂質の作る液晶構造
2.3 合成糖脂質の応用展開
2.3.1 バイオテクノロジーへの展開
2.3.2 ナノテクノロジーでの事例:糖脂質ナノチューブ
2.4 まとめ

3. ジアシルグリセロールの乳化特性
3.1 はじめに
3.2 DAGおよびDAG oilの基本的な特性
3.2.1 構造
3.2.2 基本的な物理化学的特性
3.2.3 溶媒としてのDAG oilの特性
3.2.4 界面特性
3.3 乳化特性
3.3.1 W/O乳化食品
3.3.2 O/W乳化食品

4. ポリグリセリン脂肪酸エステルの特性とその応用
4.1 はじめに
4.2 ポリグリセリンの構造
4.3 ポリグリセリン脂肪酸エステルの相挙動
4.3.1 ポリグリセリン脂肪酸エステル水溶液の曇点
4.3.2 ポリグリセリン脂肪酸エステルの油/水系における溶存状態
4.4 応用例
4.4.1 洗顔料
4.4.2 洗浄剤

5. アシルアミノ酸エステル系両親媒性油剤
5.1 はじめに
5.2 両親媒性油剤とは
5.2.1 界面活性剤と両親媒性油剤
5.3 アシルアミノ酸系油剤
5.3.1 アシルアミノ酸系油剤の一般構造
5.3.2 「アミノ酸系」であることの意義
5.3.3 アシルアミノ酸系両親媒性油剤の分子設計
5.4 研究例:ラウロイルサルコシンイソプロピルエステル(SLIP)
5.4.1 基本物性
5.4.2 応用面での特長
5.5 おわりに

6. ジェミニ型界面活性剤の特性と応用
6.1 はじめに
6.2 これまでに合成されたジェミニ型界面活性剤の構造
6.2.1 アニオン型
6.2.2 カチオン型
6.2.3 非イオンならびに両性型
6.3 ジェミニ型構造と基本的な界面物性の関係
6.3.1 二鎖二親水基型構造
6.3.2 多鎖多親水基型構造
6.3.3 ジェミニ型化合物表面単分子膜の挙動
6.3.4 ジェミニ型化合物が形成するベシクル
6.4 ジェミニ型界面活性剤の応用
6.4.1 ジェミニ型化合物の応用事例
6.4.2 ジェミニ型化合物の工業的な展開
6.5 おわりに

7. 刺激応答性界面活性剤を用いた界面物性のスイッチング
7.1 はじめに
7.2 光応答性界面活性剤を利用した分子集合体形成の光スイッチング
7.2.1 ミセル形成および可溶化の光スイッチング
7.2.2 紐状ミセル形成および溶液粘性の光スイッチング
7.2.3 ベシクル形成の光スイッチング
7.3 電気応答性界面活性剤を利用した新規無機薄膜調製法

第3章 界面活性剤・両親媒性高分子が拓く新しい応用技術
1. 異種界面活性剤の混合による機能性創出と香粧品への応用
1.1 はじめに
1.2 アニオン界面活性剤/カチオン界面活性剤混合系
1.2.1 溶液物性
1.2.2 香粧品への応用
1.3 アニオン界面活性剤/両性界面活性剤混合系
1.3.1 溶液物性
1.3.2 香粧品への応用
1.4 おわりに

2. リンス、コンディショナー用カチオン性基剤
2.1 はじめに
2.2 カチオン性界面活性剤
2.3 カチオン性界面活性剤の技術動向
2.4 その他のカチオン性基剤
2.4.1 アミノ変性、アンモニウム変性シリコーン
2.4.2 カチオン化オリゴ糖
2.5 おわりに

3. 配管抵抗減少剤
3.1 はじめに
3.2 配管抵抗減少効果とは
3.3 界面活性剤水溶液の性質
3.3.1 界面活性剤の分子集合状態
3.3.2 棒状ミセルの性質
3.4 第四級アンモニウム塩型カチオン界面活性剤誘導体水溶液の分子集合状態と配管抵抗減少効果
3.4.1 DR効果の評価法
3.4.2 DR効果に対するアルキルビス(2-ヒドロキシエチル)メチルアンモニウムクロリドのアルキル鎖長の影響
3.4.3 DR効果に対するcis-9-オクタデセニルアンモニウムクロリド誘導体の2-ヒドロキシエチル基の置換数の影響
3.4.4 DR効果に対する[NaSal]/[HMODA]系水溶液のモル比の影響
3.4.5 DR効果に対する界面活性剤の分子集合体のサイズおよび温度の影響
3.4.6 [NaSal]/[cationics]系水溶液中の球-棒ミセル転移に対するカチオン界面活性剤の化学構造と温度の影響
3.5 おわりに

4. 界面制御とDDS
4.1 はじめに
4.2 薬物の溶解速度
4.3 薬物の溶解速度の修飾
4.3.1 結晶状態
4.3.2 塩
4.4 薬物の生体膜透過性の修飾
4.4.1 吸収促進剤
4.4.2 リポソーム製剤
4.4.3 エマルション
4.4.4 TDSと皮膚透過性
4.5 おわりに

5. 超臨界状態の二酸化炭素を利用したリポソームの調製
5.1 はじめに
5.2 効率的なリポソームの調製法
5.3 超臨界逆相蒸発法
5.4 超臨界逆相蒸発法によるリポソームの物性制御
5.5 超臨界逆相蒸発法に適したリン脂質の分子構造
5.6 リポソームの連続生産ならびに種々の有効成分の内包
5.7 おわりに

第4章 両親媒性高分子の機能設計と応用
1. 高分子の自己組織化―分子設計に基づく階層構造の形成―
1.1 はじめに
1.2 恒等周期の異なる秩序構造の階層化
1.2.1 階層化へのアプローチ―自己組織化の組み合わせ―
1.2.2 剛直・柔軟型ブロック共重合体の階層構造
1.3 マイクロポーラス薄膜における化学的異種表面(Chemically Heterogeneous Surface)の形成
1.3.1 自己組織化による化学的異種表面形成へのアプローチ
1.3.2 パターン化オリゴチオフェン表面の形成
1.3.3 パターン化極性官能基表面の形成
1.4 多分岐高分子による階層構造の形成
1.4.1 デンドロンの階層化へのアプローチ
1.4.2 両親媒性芳香族アミドデンドロンの自己組織化
1.5 おわりに

2. 両親媒性ブロックコポリマーの分子設計と物性制御
2.1 はじめに
2.2 両親媒性ブロックコポリマーの自己組織化
2.3 両親媒性ブロックコポリマーの合成
2.3.1 2種のモノマーの逐次重合(リビング重合)
2.3.2 2種のポリマーの結合
2.4 両親媒性ブロックコポリマーの物性
2.5 おわりに

3. 機能性ナノキャリアの設計とバイオマテリアル応用
3.1 はじめに
3.2 高分子ミセルの機能
3.2.1 DDSナノキャリアとしての高分子ミセルの設計
3.2.2 核酸キャリアとしての高分子ミセル
3.3 高分子ナノゲルの機能
3.3.1 疎水化高分子ナノゲルの設計
3.3.2 疎水化高分子ナノゲルのDDS応用
3.3.3 ナノゲルの分子シャペロン機能

4. 高度なバイオ工学を実現するリン脂質サーフェイステクノロジー
4.1 バイオインターフェイスの必要性
4.2 リン脂質サーフェイスの機能
4.3 リン脂質サーフェイスを構築するポリマーマテリアル
4.4 リン脂質サーフェイステクノロジーの応用
4.5 ナノテクノロジーとの融合

5. ハイドロゲルの膨潤特性と体積相転移―親水/疎水バランスと水素結合の形成・開裂による制御―
5.1 はじめに
5.2 N-イソプロピルアクリルアミドゲルの体積相転移
5.3 イオン化されたゲルの膨潤比と体積相転移
5.4 溶媒の繰り返し交換による水素結合の形成と温度変化による開裂
5.5 水素結合の形成と昇温による開裂を利用した膨潤比の制御
5.6 ゲルの体積相転移と形態変化
5.7 おわりに

6. 天然高分子ゲルの最近の進歩
6.1 はじめに
6.2 ジェランガム
6.3 シゾフィラン
6.4 キシログルカン
6.5 マイクロゲル

第5章 界面活性剤・両親媒性高分子を用いた機能性固体材料開発
1. テンプレート法によるメソポーラス材料開発
1.1 はじめに
1.2 テンプレート法によるメソポーラス材料開発の歴史
1.3 テンプレート法の原理
1.4 共構造規定剤(CSDA)を用いたメソポーラスシリカの合成とキラル構造の転写
1.5 ハイブリッド化による構造強化と高機能化
1.6 メソポーラスシリカを鋳型とするナノカーボンの作成
1.7 今後の期待

2. 超分子集合体構造・機能の無機材料への転写・固定化
2.1 はじめに―超分子集合体構造の転写・固定化の重要性―
2.2 超分子構造の転写
2.3 超分子機能の固定化
2.4 将来への提言―有機/無機ハイブリッド脂質の活用―

3. ナノテクノロジーによる微粒子表面の機能化処理
3.1 はじめに
3.2 表面処理方法
3.2.1 湿式法
3.2.2 乾式法
3.3 PVD法による微粒子の表面改質
3.4 CVD法による微粒子の表面改質
3.4.1 金属被覆
3.4.2 金属酸化物および窒化物被覆
3.4.3 有機化合物
3.4.4 機能性ナノコーティング
3.5 おわりに

4. 食べるナノテクノロジー―食品の界面制御技術によるアプローチ―
4.1 はじめに
4.2 超微粒子ピロリン酸第二鉄製剤(サンアクティブFe)
4.2.1 開発の背景
4.2.2 安定性
4.2.3 風味・官能評価
4.2.4 鉄吸収性
4.2.5 生体内鉄利用率
4.2.6 安全性
4.3 飲料への応用
4.4 おわりに
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