自己組織化による二次元超分子パターン構築プロセスの開発

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09740526
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 君塚 信夫 九州大学, 工学部, 助教授 (90186304)
• Keywords: 二分子膜 / 単分子膜 / AFM / オルガノゲル

Research Abstract

本研究は、固体表面上に二次元分子パターンを自発的に形成するための、新しい自己組織性分子を開発し、その分子組織状態を制御する手法を開発することを目的とした。得られた結果は以下の通りである。
(1)固体表面に吸着して、特異的に二次元自己組織化する両親媒性分子として、グルタミン酸骨格を有し、アンモニウム親水基を含むトリアミド型両親媒性化合物を合成した。この化合物をクロロホルム等の有機溶媒に溶解させると、50mM程度の濃度に於いて、オルガノゲルを形成した。
(2)このオルガノゲル表面にグラファイト基板をのせ、ついで剥離した表面の原子間力顕微鏡(AFM)観察を行ったところ、ナノサイズのらせんやファイバー等の高次構造体が観察された。このことは、オルガノゲルの表面構造がグラファイト上に転写されたことを意味する。従来ゲルの構造観察は電子顕微鏡など、染色剤の存在下、高真空下で観察されており、本手法はゲル表面構造を研究するための新規方法論となることが明らかとなった。
(3)上記トリアミド型化合物を、希クロロホルム溶液(0.1mM)として、グラファイト基板上に滴下、乾燥させた。AFM観察に於いては、グラファイト面の格子構造を反映し、互いに120°の角度で接触した結晶がエピタキシャル的に生長していることが明らかとなった。結晶の厚みは8nmであり、脂質二分子膜の厚みとほぼ一致する。同様な実験をエステル型の化合物で行ったところ、このようなエピタキシャル結晶化は観測されなかった。即ち、アミド基間の水素結合により、グラファイト基板に滴下するのみでエピタキシャル的に、二次元分子膜結晶が形成できることが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] N.Kimizuka et.al.: "Deposition of Photo-generated Mixed-Valent Fe(II)-Fe(III)Complexes at the Surface of Langmuir Monolayers" Surface Science. 386. 245-248 (1997)
• [Publications] N.Kimizuka et.al.: "Fabrication of lnorganic Nanostructures by the Use of Multibilayer Cast Films as Molecular Template" Nippon Kagaku Kaishi. 5. 301-308 (1997)
• [Publications] N.Kimizuka et.al.: "Bilayer Formation in Ethanol from Dialkylammonium Amphiphile Appended with Nitroaniline Moiety" Chemistry Letters. 10. 1049-1050 (1997)