1997 Fiscal Year Annual Research Report
レーザー超加熱分子の有機固体内伝播と局在化過程に関する研究
| Project/Area Number |
08454223
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
福村 裕史 大阪大学, 工学部, 助教授 (50208980)
|
|---|
| Keywords | レーザーアブレーション / レーザー注入 / 高分子 / 蛍光 / 物質拡散 |
|---|
| Research Abstract |
レーザー光を吸収する有機分子を含んだ高分子フィルムに、何も含まない高分子フィルムを重ねあわせて裏面よりナノ秒パルスレーザーを照射した。この照射によって、何も含まれていなかったフィルムに光を吸収した分子が移動したことが、蛍光スペクトル、蛍光顕微鏡像、走査型電子顕微鏡像から明らかとなった。本年度に得られた結果を以下にまとめる。
1.移動した有機分子の蛍光強度の対数を表面到達温度の逆数に対してプロットすると直線になる。すなわち、現象全体としての見かけの活性化エネルギーが得られ、アントラセンの場合には高分子のガラス転移点に依存して50〜100kJ/mol程度になることが見出された。
2.レーザーのショットごとに高分子表面を電子顕微鏡観察すると、最初の1ショットではサブμmの微粒子が表面に付着した。これに重ねてレーザー照射を行うと、微粒子は消失し表面は滑らかになった。このような形態変化に伴って蛍光スペクトルも変化することが明らかとなった。
3.Nd^<3+>:YAGレーザーの基本波により近赤外領域の色素を励起した場合にも、光を吸収しなかった蛍光分子の移動が観測された但し、この場合には蛍光色素は表面で凝集し微結晶を形成する傾向が見られた。
4.時間分解暗視野光学顕微鏡観察装置を開発し高分子表面上の微結晶消失過程のダイナミクスを調べるた。この結果、サブμmの微結晶が高分子中に進入する時間スケールは、レーザーパルス幅内の極めて速い時間内であることが明らかとなった。
以上の得られた実験結果より、見かけの活性化エネルギーについては高分子内拡散過程の活性化によるものであること、表面に析出する凝集体のレーザー誘起拡散には高分子表面が局所的に融解し、キャピラリー力によって凝集体を包み込むという新しいプロセスが含まれている可能性が見出された。
|
-
[Publications] H.Fukumura: "Laser molecular implantation into polymer solids induced by irradiation below ablation threshold" Journal of Photochem.Photobiol.A:Chemistry. 106巻. 3-8 (1997)
-
[Publications] G.Gery: "Laser Implantation of Anthracene Molecules into Poly(alkyl methacrylate)Films of Different Glass Transition Temperatures" Journal of Physical Chemistry B. 101巻. 3698-3705 (1997)
-
[Publications] H.Fukumura: "Laser implantation of photochromic molecules into polymer films:a new approach towards molecular device fabrication" Applied Surface Science. (印刷中). (1998)
-
[Publications] G.Gery: "Laser-induced molecular mixing of electron donor and acceptor in poly(ethyl methacrylate)" Chemical Communications. (印刷中). (1998)
-
[Publications] 福村裕史: "1997年の化学:レーザーを用いて生体組織を高分子フィルムへ転写する" 化学(化学同人). 52巻4号. 62-63 (1997)
