2001 Fiscal Year Annual Research Report
界面高分子組織体ダイナミクス評価のための新規な散乱・反射実験法の開発
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12555266
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
松岡 秀樹 京都大学, 工学研究科, 助教授 (40165783)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂本 政悟 (株)ユーエイアイシステム, 課長
筒井 和典 大塚電子(株), 主査
松本 幸三 京都大学, 工学研究科, 助手 (90273474)
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| Keywords | 界面ダイナミクス / X線反射率 / 中性子反射率 / 表面動的光散乱 / 高分子単分子膜 / エバネッセント波 |
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| Research Abstract |
測定対象となるシラシクロブタン-メタクリル酸ジブロックコポリマーが水面上で形成する単分子膜のナノ構造をX線反射率測定により詳細に調査した。その結果、水面上の疎水相の下には、親水鎖が密に詰まった「絨毯」状の層が存在することが判明した。さらにその下に、親水鎖が水中方向に伸びた高分子電解質ブラシ構造が存在することが確認され、この構造のダイナミクス、すなわち浸透圧効果と形態エントロピー効果の兼ね合いによる呼吸モードの直接検出が重要課題であることが確認された。
このモード検出には、表面光散乱装置のさらなる性能向上が必要であることが判明し、ヘテロダイン光学系における光混合の位置や精度の検討を行った。従来のカプラーによるダイレクト光と散乱光の混合では十分な精度が精度が達成できなかったため、水面上で混合できる光学系を構築しテストを行ったが、両ビームの角度差が大きくなりすぎ、綺麗なヘテロダインビートが観察されなかった。よってシングルモードカプラーに変更したところ、きれいなビートを得ることに成功した。しかしながら、測定データには、非常に遅い(周期数十秒)の揺らぎモードがバックグラウンドとして検出されており、これは装置の振動による水面の揺れと推察される。現在、さらに高精度の除震機構を検討中である。さらに空気の対流効果を押さえるための試料カバーの作成を行い、さらなる性能評価を行っている。
エバネッセント波光散乱装置に画像追跡システムを追加し、従来の高分子粒子の鉛直方向の運動性に加え、二次元平面内での運動性を検出可能とした。これで、両情報をあわせることで、界面近傍に存在する高分子微粒子の三次元軌跡の追跡が可能となり、界面近傍の特異な相互作用が、粒子のダイナミクスに及ぼす影響を調査する環境が整った。現在、高分子ラテックス粒子、および表面をグラフト高分子で被覆したシリカ粒子で系統的な実験を実施中である。
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[Publications] H.Matsuoka: "Evanescent Wave Light Scattering ---Fusion of Evanescent Wave and Light Scattering Techniques to the Study of Colloids and Polymers near Interface"Macromol. Rapid Commun. 22(2). 51-67 (2001)
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[Publications] E.Mouri, K.Matsumoto, H.Matsuoka, H.Yamaoka: "X-ray Reflectivity Study of the Monolayer of Anionic Amphiphilic Carbosilane Block Copolymer on Water Surface"Langmuir.. (印刷中). (2001)
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[Publications] K.Matsumoto, U.Mizuno, H.Matsuoka, H.Yamaoka: "Synthesis of Novel Silicon-containing Amphiphilic Diblock Copolymers and their Self-Assembly Formation in Solution and at Air/Water Interface"Macromolecules. 35(2). 555-565 (2002)
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[Publications] Hideki Matsuoka, Emiko Mouri, Kozo Matsumoto: "Nanostructure of Polymer Assembries at Air/Water Interface by X-ray Reflectometry"Rigaku Journal. 18(2). 54-67 (2001)
