2018 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of relationship between local hydration structures and surface structures using atomic force microscopy
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16H03870
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小林 圭 京都大学, 工学研究科, 准教授 (40335211)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 原子間力顕微鏡 / ３次元フォースマッピング / 瞬時周波数法 / 固液界面物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
瞬時周波数法を用いたフォースマッピング法を開発し、2次元フォースマッピングによる水和構造計測に成功した。これまでの周波数検出回路や振幅制御回路からリアルタイムに出力される周波数シフトや散逸といった信号を用いる代わりに、瞬時周波数法は、カンチレバーの振動波形を全て記録しておき、その後のオフライン解析によって複素信号に変換し、その位相を時間微分により瞬時周波数シフトを算出する方法である。瞬時周波数法では、周波数シフトや散逸に加え、波形の歪みなど、探針-試料間相互作用に関わる情報をより多く得られることが期待できる。さらに、熱振動を用いた水和構造計測に関する検討も行った。
一方、自己組織化単分子膜（SAM）の末端官能基の違いに起因する水和構造の違いを測定した。アルカンチオールのSAMは、分子担持や防汚性評価のモデル試料など、様々な分野で研究されており、末端官能基が表面物性に大きく影響することが知られており、末端官能基により水和構造が大きく異なることがその原因であると考えられているが、十分に理解が進んでいなかった。これまで、末端官能基の異なるSAMを作製し、水和構造計測が行われることはあったが、測定ごとに探針の状態が異なるため、定量的な水和構造の比較を行うことは難しかったためである。そこで、メチル基終端およびカルボキシ基終端の分子を用いて相分離SAMを作製し、水和構造計測を行った。メチル基終端領域では表面に平行な帯状のコントラストが見られ、面内依存性のない一様な水和層が形成されており、カルボキシ基終端の領域では0.3 nm間隔で振動する水和力が計測され、サイト依存性も確認できた。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(24 results)
