界面近傍における特異現象解明のための近赤外エバネッセント波を利用したアプローチ

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12750662
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 神田 陽一 京都大学, 工学研究科, 助手 (60243044)
• Keywords: 原子間力顕微鏡 / 吸着 / 静電気 / 表面 / 表面間力 / 水 / シクロヘキサン

Research Abstract

原子間力顕微鏡(AFM)を用いたこれまでの検討により、有機溶媒中における親水性表面間には、特異的に大きな引力が作用することを発見している。この引力はファンデルワールス力の推算値よりも大きく長距離性であり、水中では現れないが、その出現確率や大きさは条件によりまちまちである。これらの結果に対しては、水などの不純物の吸着や架橋による引力、表面における局所的な相分離、DLVO理論におけるヘテロ相互作用など種々の要因が推測された。本研究は、このメカニズムの解明を行うことを最終目標とし、そのために分光学的手法による観点からのアプローチを試みたものである。
前年の検討の結果から、特異的引力は、静電気による影像力であると推定されたが、その帯電メカニズムは不明である。本年は、溶液中や表面に吸着した水分などの不純物と帯電の関係を明らかにすることを試みた。赤外・近赤外分光分析装置を用いた検討では、わずかなコンタミの影響が無視できず、分光分析の光路や試料部の真空化などを試みたが、表面における水分子の凝縮を実証することはできなかった。現時点では吸着水分子の分布状況をnmオーダで微細にマッピングすることは困難である。結果として表面間の接触点近傍において生じる水の毛管凝縮はたかだかnmオーダであることが示唆された。また水以外の不純物の影響を検討した。HLB値の高いすなわち親水性の界面活性剤を添加した場合、長距離引力が出現した。現段階では検討中であるが、ミセル同士またはミセル-表面間の摩擦帯電や接触帯電について検討するいつ用があると考えられる。

Research Products

• [Publications] Yoichi Kanda: "吸湿シクロヘキサン中の表面間付着力への非イオン性界面活性剤の役割"粉体工学会誌. 39(2). 96-101 (2002)
• [Publications] Yoichi Kanda: "Roles of AOT molecules on the adhesive force between surfaces in cyclohexane with water contaminatin"Advanced Powder Technology. 12(4). 577-581 (2001)
• [Publications] Yoichi Kanda: "Origin of Apparent Long-Range Attractive Force between Surfaces in Cyclohexane"Advanced Powder Technology. (in press).