1998 Fiscal Year Annual Research Report
擬二次元の高分子科学-高分子超薄膜の内部構造の分子レベルでの解明
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09450360
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
伊藤 紳三郎 京都大学, 工学研究科, 助教授 (50127049)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大岡 正孝 京都大学, 工学研究科, 教務技官 (10160425)
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| Keywords | 超薄膜 / 高分子 / 二次元 / 蛍光プローブ / 分光法 / 分子形態 / 分子運動 |
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| Research Abstract |
本研究では、実用上重要な分野でありながら未知の課題が多く残されている表面・界面での高分子の基本特性について、高分子単分子膜、あるいはそれを固体基板上へ累積した高分子超薄膜を材料として研究した。そのために、極微小領域を高感度で測定できる蛍光分光法、ブリュースター角顕微鏡、表面プラズモン測定等を用いて、以下の項目について研究を進めた。
(1) 高分子鎖の広がり(二次元慣性半径)のエネルギー移動法による評価
高分子単分子膜において、高分子鎖の広がりと形態は3次元のそれらと比較して特異であることが予想されるが、その証明はこれまで困難であった。この研究ではエネルギー移動法という色素の局所濃度を鋭敏に観測できる方法を採用し、その結果、高分子鎖が二次元面内で凝縮形態をとることを示した。
(2) 二次元高分子鎖の絡み合いについて、表面粘度およびその分子量効果の測定
粘度の分子量効果を測定することにより、高分子鎖が極めて絡み合いの少ない形態で膜を形成していることが示され、後述の緩和機構を議論する上での貴重な実験的根拠が得られた。
(3) ナノスケールでの層構造緩和と緩和機構
二次元凝縮鎖からなる高分子超薄膜が、熱による構造緩和を行うとき、エントロピー緩和が主要因であることを示した。これにより緩和過程における小さな活性化エネルギーと分子量依存性の原因が明らかとなった。
さらに最近ナノ構造制御の有力手段として発展してきた交互吸着膜についてもその基本特性を明らかにすべく研究を行なった。
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[Publications] Nobuhiro Sato: "Molecular Weight Dependence of Shear Viscosity of a Polymer Monolayer : Evidence for the Lack of Chain Entanglement in 2D Plane" Macromolecules. 31.8. 2673-2675 (1998)
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[Publications] Yuzuru Shimazaki: "Preparation and Characterization of the Layer-by-Layer Deposited Ultrathin Film Based on the Charge Transfer Interaction" Langmuir. 14.10. 2768-2773 (1998)
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[Publications] Michiaki Mabuchi: "Structural Relaxation of Langmuir-Blodgett Films of Poly(vinyl octanal acetal) with various Tacticities" Macromolecules. 31.18. 6077-6082 (1998)
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[Publications] Michiaki Mabuchi: "Structural Relaxation of Ultrathin Polymer Films Prepared by the Langmuir-Blodgett Technique;Characteristics of 2D Systems" Macromolecules. 31.18. 6083-6088 (1998)
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[Publications] Yuzuru Shimazaki: "Preparation of the Nucleoside-containing Nanolayered Film by the Layer-by-Layer Deposition Technique" Thin Solid Films. 333. 5-8 (1998)
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[Publications] Nobuhiro Sato: "Energy Migration and Excimer Formation in Quasi-Two-Dimensional Polymer Films as Revealed by the Time-Resolved Fluorescence ..." J.Phys.Chem.(in press).
