アミノ酸系界面活性剤で形成した「泡」に関する研究をしています。シャンプーなどのトイレタリー製品では、泡が長時間維持される「泡持ち」に優れていることが求められます。この泡持ちを向上させるには、空気と液体の境目にある界面膜を硬くすることで、泡が割れてしまったり、泡の膜内部にある水分が流れ出してしまうといった泡の不安定化を抑制する必要があると考えられます。この界面膜の硬さを評価する方法として、界面を変形させた際に元に戻ろうとする力を測定する手法があるのですが、界面膜がある程度強固でなければ測定が困難なため、空気と液体の界面では先行研究が少ないのが現状です。そこで私の研究では、界面活性剤に添加剤としてゼラチンを加えることで界面膜を強固にして、「泡持ち」と「界面膜の硬さ」の相関解明を目指しています。

アミノ酸系界面活性剤で形成した「泡」に関する研究をしています。シャンプーなどのトイレタリー製品では、泡が長時間維持される「泡持ち」に優れていることが求められます。この泡持ちを向上させるには、空気と液体の境目にある界面膜を硬くすることで、泡が割れてしまったり、泡の膜内部にある水分が流れ出してしまうといった泡の不安定化を抑制する必要があると考えられます。この界面膜の硬さを評価する方法として、単一の泡を拡張・圧縮した際の形状を解析する方法があるのですが、濁っていたり、濃度が高いサンプルは測定が難しいという欠点があります。そこで私の研究では、界面を変形させた際に元に戻ろうとする力を測定する手法に挑戦しています。しかし、この方法は界面膜がある程度強固でなければ測定が困難であるため、空気と液体での界面では先行研究が少ないのが現状です。そこで、界面活性剤に添加剤としてゼラチンを加えて、界面膜を強固にすることで、「泡持ち」と「界面膜の硬さ」の相関解明を目指しています。現在は、界面活性剤とゼラチンを特定のpH範囲で混合することで、泡持ちが大幅に向上し、界面膜が硬くなることが確認できております。今後は、泡の形状や、泡から水分が流れ出す速度を調べることで、ゼラチンが泡持ちを向上させるメカニズムを詳しく検討していく予定です。

研究活動において、研究室で前例のない測定を成功させることに注力しました。 私の研究は物理学への理解が必要である上に知見が少ない装置を用いるため、半年以上満足するデータが得られず挫折を味わいました。ただ私は、「絶対に結果を出して新しい知見を得たい」という想いがあったので、気持ちを切り替えて研究に励みました。まずは、物理学の専門書や関連する論文を読み込むことで知識を広げて、測定に有効なサンプルの条件を絞り込みました。それに加えまして、装置に関する疑問が生じた際には外部の専門家の方に自ら連絡して、データの解釈や調製条件に対して議論を重ねました。そして得られた知識を基に実験を繰り返すことで、研究室で前例のない測定を成功させることができました。 (御社においても専攻分野に限らず知識を幅広く吸収することで、既存製品の改良や新製品の開発に挑戦します。)

昨年まで共同研究をしていましたので、アミノ酸系界面活性剤を使うこと自体は共同研究先の意向で決まってはいたのですが、生分解性が高くて環境への負荷も小さいといった点から、今後も幅広い分野での応用が期待できるためだと考えております。

去年までは高級アルコールという物質を添加して界面の硬さを測定していたのですが、安定したデータが得られず、独特な匂いが応用を考えた際にデメリットになると考えたため、新たに添加剤を探しました。そのなかで、ゼラチンは生体安全性も高く、pHを調整することで界面活性剤と複合膜をつくることが予測されたので添加してみようと考えました。

　私はもともと、身近な製品に使われる泡の「使用感」や「持続性」がどのような仕組みで制御されているのかに興味があったので、泡のテーマを選ぼうと決めていました。そのなかでも、環境負荷の軽い(私自身が肌荒れに悩んできた経験から、肌に優しい)「アミノ酸系界面活性剤」を使っていて、なおかつ測定自体の新規性が高いテーマなので、自分自身もやりがいを感じながら研究できると考えまして、この研究テーマを選びました。

小さい頃から、泡立てる前の状態は似ていても泡立てた時にもっちりした泡が出来たり、きめの細かい泡が出来たりと性質が変わるのが面白いなと思っていて、目に見えないミクロな領域でどのように泡の性質が制御されているんだろうという所から興味を持ちました。

粘り強く取り組むことを大切にしています。これは同じ物質を使っていても濃度やpH、調製方法といった条件を少し変えるだけでも結果が大きく変わってくるからです。そのため、一度測定に失敗しても、条件を変えながら何度も測定に挑戦することで少しずつでも自分が目指す方向に近づくことを意識しています。

基本的には、実験結果について毎週教授と話し合いをしながら方針を決めています。その中で行き詰まった際には、論文を読んで知識を深めたり、テーマの近い先輩や外部の専門家に相談して新たなアイデアを探すようにしています。

測定手法の新規性の高さだと考えています。すでに界面膜の硬さを測定する手法として、単一の泡を拡大・圧縮した際の形状を解析する方法があるのですが、濃度が高いものや濁ったものは測定できないという欠点があります。自分が新たに挑戦している測定方法に関する知見が増えれば、従来の測定方法の欠点を補えると考えています。

周囲の人を巻き込みながら研究に取り組めたためだと考えています。私の研究では知見が少ない装置を使っているため、始めのうちは定量的なデータが半年以上も取れませんでした。その中でも、測定に関する疑問を解消するために外部の装置メーカーに連絡を取って議論を深めたり、同じ装置を扱う先輩とアイデアを共有しながら進められたことが成果を出せた理由だと考えています。

測定を成功させるための添加剤を見つけることに苦労しました。教授と話し合いながら、研究室で泡沫を安定化させる目的で一般的に添加される物質を使って何度も測定に挑戦したんですけれども、満足するデータを得ることができませんでした。そこで私はもっと視野を広げる必要があると考えまして、界面化学の分野だけでなく食品物性に関する論文を読んでみたり、テーマの異なるメンバーの発表(コアセルベート)を聞いたりすることで、最終的に測定に有効な添加剤を見つけることができました。

界面膜の硬さの新たな評価方法を確立できるという学術的な面に加えて、視覚的な評価に頼らずに、界面膜の硬さの定量的な評価によって泡持ちを制御できるようになれば、製品の用途に合わせた泡を設計できるという点で大きなメリットになると考えています。

今後、界面膜の硬さが泡沫の不安定化機構にどう作用しているのかであったり、どのような構造を持つ界面膜が、この測定方法に適しているのかを検討していくことで、最終的には、界面膜の定量的な評価によって、泡持ちを制御することを目指しています。