AFM等によるコロイド粒子間の相互作用力の測定とクラスター形成及びOrdering

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05453050
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 古澤 邦夫 筑波大学, 化学系, 助教授 (90015561)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松村 英夫 電総研, 超分子部, 主任研究官 ; 足立 泰久 筑波大学, 農林工学系, 助手 (70192466) ; 寺島 浩 筑波大学, 物理工学系, 助教授 (30015755)
• Keywords: 原子間力顕微鏡 / 粒子間相互作用 / 表面間力測定 / ポリマーラテック / リン脂質ベシクル / 液体薄膜 / 構造形成 / 段階的薄化

Research Abstract

1)三次元系での粒子間力の測定に先駆けて、液膜に封じ込められた二次元的粒子層を作成し、この粒子間に働く力を直接測定する装置と技術の開発を検討し、完成させた。これは液膜内に二次元的に封じ込められた微粒子(ラテックス及びリン脂質ベシクル)に外部から浸透圧を作用させ、膜厚のジャンピング現象及び顕微鏡的に測定される粒子間距離との関係から二次元粒子間の相互作用曲線を描く方法である。本測定技術により次のような結果がえられた。
ラテックス分散液を試料に用いると液膜の段階的薄化が明瞭に観察され、液膜内粒子の相互作用力と膜の安定性の相関が定量的に検知された。しかし、ベシクル分散液を用いた場合は粒子間相互作用と膜の薄化プロセスに相関はなく、黒膜のみが安定に存在した。これは膜の薄化に伴ってベシクル粒子が崩壊することを意味する。この現象は実験試料にphosphatidyl cholineとlysophosphatidyl cholineの混合ベシクルを用いるとさらに顕著となり、黒膜中にベシクル粒子のチャンネルの形成や新しい核の発生が認められた。これらの現象は分子の集合化や新しい相の核形成について重要な知見を提供する。
2)AFMを用いた粒子間相互作用力の測定については、今年度はカンチレバ-の先端に大型シリカ粒子(10ミクロン)を付着させたものをもちいて、雲母表面間との相互作用曲線を各種塩濃度溶液中で描き、D.L.V.O.理論で予測されるものとの相関を検討中である。

Research Products

• [Publications] N.Singh,A.Karim,F.S,Bates M.Tirrell and K.Furusawa: "Adsorption of End-functionalized Polystyrene on Model Textured Surfaces" Macromolecules. 27. 2586-2594 (1994)
• [Publications] K.Furusawa,K.Nagashima and C.Anzai: "Synthetic Process to Control the Total Size and Component Distribution of MUltilayer Magnetic Composite Particles." Colloid and Polymer Science. 272. 1104-1110 (1994)
• [Publications] K.Furusawa and Ming-Hua Chen: "Study on the Polymer Adsorption/Desorption Behavior using Continuous Elution Method" Chemistry Letters. No.3. 649-652 (1994)
• [Publications] K.Furusawat and H,Matsumura: "Electrical Phenomena at the Surfaces of Phospholipid Membrane caused by the Binding of Ionic Compounds" Colloids and Surfaces. 92. 95-105 (1994)
• [Publications] H.Matumura,F,Mori,C.Obata K.Kawahara and K.Furusawa: "Effect of Amino acids,Polypeptides and Proteins on Electrophoretic Mobilities of Phospholipid Liposomes" Colloids and Surfaces. 92. 87-93 (1994)
• [Publications] K.Furusawa,M.Ueda,Ming Hua Chen,and E.Tobori: "A New Concept for Coal Water Mixture Stabilization using a Polyelectrolyte." Colloids and Polymer Science. 272(in printing). (1995)
• [Publications] K.Furusawa and H.Matsumura: "Coagulation Behavior of Egg PC Vesicles with Different Particle Sizes" Proceeding on International Conference on Food Hydrocolloid Prenum Press.,N.Y., 4 (1994)
• [Publications] 北原文雄、古澤邦夫、尾崎正孝、大島宏行: "ゼータ電位;微粒子表面の物理化学" サイエンティスト社, 58 (1995)