1999 Fiscal Year Annual Research Report
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11167204
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
栗原 和枝 東北大学, 反応化学研究所, 教授 (50252250)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水上 雅史 東北大学, 反応化学研究所, 講師(研究機関研究員)
TAMAS Haraszti 東北大学, 反応化学研究所, 助手 (40312681)
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| Keywords | 表面力測定 / 原子間力顕微鏡 / 二成分液体 / 吸着 / 固-液界面 / ナノ構造 |
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| Research Abstract |
1.緒言
本研究では表面からバルク液体中への特性の変化を直接測定できる表面力測定ならびにナノレオロジー測定を中心手段として、界面の構造・特性が伝達し表面からバルク(マクロ相)にわたり構造化する液晶ならびに液体の分子シンクロナイゼーション機構を明らかにし、効率的な機構の設計ならびに制御法の開発を行うことを目的としていた。
2.研究成果
(1)コロイドプローブ原子間力顕微鏡法により、シクロヘキサン-アルコール(メタノール・エタノール・1-プロパノール)2成分液体中のガラス表面間においてアルコール濃度約0.1mol%において40nmにも及ぶ長距離引力が出現することを見いだした。これより長距離引力はガラス表面へのアルコール吸着層の形成とその橋かけにより生じていると考えられる。
ガラス表面へのアルコール吸着層の形成機構と状態変化を分子レベルで評価するために、シリコンクリスタルを吸着表面として用いたIR-ATRスペクトル測定を行った。その結果、エタノール濃度0.1〜0.5mol%において、クラスター形成を示すポリマーOHの吸収(水素結合形成したOH伸縮振動)の急増が観測された表面シシラノール基と水素結合形成し吸着・濃縮が起こり、界面で局所的にマクロクラスターが形成され、厚いエタノール吸着層となると考えられる。
(2)表面力装置(Mark IV,ANUTECH)に自作のずり応力測定システムを組み込んだ表面力・ずり応力測定システムを作製した。共振応答の表面間距離依存性の測定より、構造化の距離プロファイルが得られる。雲母表面及びLB膜修飾表面間の液晶(6CB)薄膜の構造化・配向を共振応答から直接評価した。
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[Publications] R.Ishiguro,D.Y.Sasaki,C.Pacheco,K.Kurihara: "Interaction Forces between Metal-Chelating Lipid Monol ayers Measured by Colloidal Probe Atomic Force Microscopy"Colloids & Surfaces A. 146. 329-335 (1999)
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[Publications] S.Hayashi,K.Kurihara: "Interactions between Poly(L-lysine)Brush Layers Studied by Surface Forces Measurement"Proceeding of Yamada Conference L Polyelectrolytes. 443-446 (1999)
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[Publications] T.Abe,N.Higashi,M.Niwa,K.Kurihara: "Density-Dependent Jump in Compressibility of Polyetectrolyte Brush Layers Reveal by Surface Forces Measurement"Langmuir. 15. 7725-7731 (1999)
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[Publications] M.Mizukami and K.Kurihara: "Long Range Attraction between Glass Surfaces in Cyclohexane-Ethanol Binary Liquids"Chemistry Letters. 1005-1006 (1999)
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[Publications] M.Mizukami and K.Kurihara: "Ethanol Cluster Formation on Silicon Oxide Surface in Cyclohexane-Ethanol Binary Liquids"Chemistry Letters. 256-257 (2000)
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[Publications] T.Abe,S.Hayashi,N.Higashi,M.Niwa and K.Kurihara: "Charge Regulation in Polyelectrolyte Brushes Studied by FTIR Spectroscopy"Colloids & Surfaces A. (in press). (2000)
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[Publications] 水上雅史、栗原和枝: "人工粘土:「水溶液中の微粒子の物理化学」"人工粘土研究会株式会社ティー・アイ・シィー. 245 (1999)
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[Publications] K.Kurihara: "Polymer Yearbook Vol.17 : Supramolecular Systems"Harwood Academic Publishers, Chur(Switzerland)Richard A,Pethricked (in press). (2000)
