ナノスケール材料：多重応答性界面活性剤によって駆動される、機械化された液滴と反応性液滴の系

温度、電場、磁場、光、酸化還元過程、化学物質などの個々の外部刺激に対して応答する「能動」界面活性剤はよく知られているが、1つの界面活性剤種でこれらの特性のいくつかを兼ね備えられれば興味深いと思われる。そうした多重応答性界面活性剤が実現されれば、個々の液滴を操作する方法や、場合によっては液滴を集合化させてより大型の動的なリアクター（反応器）系を形成する方法が得られる可能性がある。今回我々は、これらの全ての特性とその他のいくつかの特性を兼ね備えた、機能化ナノ粒子二量体に基づく界面活性剤を報告する。こうした界面活性剤、ひいてはそれに覆われる液滴は、磁場、光場、電場によって同時に扱うことができる。結果として、界面活性剤に覆われた液滴は集合化して、さまざまな階層的構造体、例えば光で液滴の高速回転が駆動される動的な構造体を形成できる。そうした回転する液滴は、機械的トルクを最近接ではない近傍液滴に伝えることができるため、機械的歯車系のように振る舞う。さらに、さまざまな種類の液滴を、電場の印加によって融合させることができ、界面ジャミングによって、異なる表面領域が異なる界面活性剤で覆われた複雑な非球形の「パッチ状」構造体を形成できる。異なる化学物質を坦持する液滴の系では、複数の刺激を組み合わせることで、液滴の向き、液滴間輸送、内容物の混合、究極的には連続的化学反応を制御できる。まとめると、今回報告した多重応答性能動界面活性剤には、液滴を操作し、集合させ、反応させることができる、かつてないレベルの融通性がある。

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