1999 Fiscal Year Annual Research Report
有機・無機ハイブリッド膜におけるセル構造の発現と制御
| Project/Area Number |
11450243
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
柴田 修一 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (00235574)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
矢野 哲司 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (90221647)
|
|---|
| Keywords | セルパターン / ハイブリッド膜 / 深度による発現 / マランゴニ対流 |
|---|
| Research Abstract |
ディッピング法により作製した数ミクロン厚の有機・無機ハイブリット膜に形成されるセルパターンの主要な制御要因を検討し以下のことを明らかにした。
(1)添加するTiO_2の濃度を増加(最大50モル%)させるにしたがい,セル外周部と内部の屈折率差が増大し,パターンが明瞭化された。これは対流によるTiO_2微粒子の流動とその偏析が可視化の原因であるとの仮説を支持している。
(2)セル発現の容易さは,薄膜形成時の雰囲気,特に薄膜を作製する際の湿気に大きく影響を受けることを明らかにした。作製時の湿度と,原子間力顕微鏡で測定したセルの高低差(外周部が高く,中心部が凹んでいる。高低差は数nm〜250nm)に明確な対応関係が見られた。このことから,対流発生の原因として,ゾル中の成分と雰囲気中の水分の化学反応により誘起された膜最表面での表面張力変化が考えられる。
(3)スピンコート法により薄膜を形成し,形成されるセル構造の違いについて検討した。
スピンコートでは,薄膜形成時に中心部から外周部に対して加わる遠心力が増えるが,それにしたがい六角形から長方形へとセル形状が連続的に変化することが確認された。このことから,ディッピング法で形成される長方形のセルは,引き上げ方向に重力の影響を受け,セルの形状変化を引き起こしていることがわかった。
|
