2019 Fiscal Year Research-status Report
光応答脱濡れで実現する超高速マイクロ表面レリーフ形成の動的制御
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19K05595
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
生方 俊 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (00344028)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
須丸 公雄 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (40344436)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 表面レリーフ / 光物質移動 / アントラセン / 光二量化 / 脱濡れ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
基板表面から薄膜が剥離する脱濡れ現象を空間的に制御することで、これまでに類のない高速物質移動に基づいたレリーフ形成システムを構築することを目的として、当該年度は、（1）光連結性表面基板の開発、（2）分子量変換材料の開発、（3）脱濡れを利用した表面レリーフ形成、の3つの課題の実施計画を設定し、研究を進めた。
（1）光連結性表面基板の開発の計画においては、アントラセン基を有するシランカップリング剤を合成し、ガラス基板への吸着膜作製条件の検討を行った。アントラセン基を有するシランカップリング剤溶液にガラス基板を浸漬させた後の加熱反応時間の増加とともにアントラセンに起因する紫外域の吸光度は増加し、約2時間の加熱により飽和することがわかった。すなわち、加熱反応時間を変化させることで、ガラス基板上に吸着するアントラセンの密度を制御できることを見いだし、表面修飾密度が制御された光連結性表面基板の開発に成功した。
（2）分子量変換材料の開発の計画において、ビナフチル基を有する一連のビスアントラセンを合成し、溶液中における光反応性を調査した。今後、これらの化合物群の薄膜中における光反応性を調査し、従来の分子量変換材料との比較検討を行う。
（3）脱濡れを利用した表面レリーフ形成の計画において、（1）で作製した表面修飾密度の異なる光連結性表面基板上に分子量変換材料薄膜を作製し、同条件でパターン紫外光を照射することで、露光部においてのみ光二量化に基づく基板との共有結合を形成させた。次にこれらの試料を加熱することで脱濡れを誘起させた。その結果、飽和吸着に対して約80％の表面修飾密度の試料において、未露光部でのみ脱濡れが誘起され、脱濡れによる表面レリーフが形成されることを見いだした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当該年度は、（1）光連結性表面基板の開発、（2）分子量変換材料の開発、（3）脱濡れを利用した表面レリーフ形成、の3つの課題の実施計画を設定し、研究を進めてきた。（1）の計画においては、アントラセン基を有するシランカップリング剤を合成し、吸着膜作製条件の検討を行った。シランカップリング剤溶液にガラス基板を浸漬させた後の加熱反応時間を変化させることでガラス基板上の吸着したアントラセンの密度を制御できることを見出し、表面修飾密度が制御された単分子薄膜の調製に成功した。（2）の計画において、ビナフチル基を有する一連のビスアントラセンを合成し、溶液中における光反応性を調査した。さらに（3）の計画において、飽和吸着に対して約80％の表面修飾密度の基板において脱濡れによる表面レリーフが形成されることを見いだした。以上より、ほぼ計画通りに進行し、研究目的は概ね計画通りに達成された。
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| Strategy for Future Research Activity |
光連結性表面基板として、より高温でも脱二量化の抑制されるアントラセン基を有するシランカップリング剤を合成し、その吸着膜の改良を検討する。また、分子量変換材料として、昨年度に合成した一連の化合物群を用いて、その表面レリーフ形成能の検討を行う。
動画による脱濡れの挙動の観察を含めて、脱濡れを利用した表面レリーフ形成の最適化を検討する。
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| Causes of Carryover |
ほぼ計画通りに予算執行された。次年度使用額については、物品費として使用する予定。
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