Surface modification of silicon wafer with arborescent polymers and their surface properties

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K05185
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 35020:Polymer materials-related
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: Adachi Kaoru 京都工芸繊維大学, 分子化学系, 准教授 (40401533)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岩村 武 東京都市大学, 理工学部, 准教授 (10416208)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 表面機能化 / アルボレッセントポリマー / アニオン重合 / グラフトポリマー / 接触角

Outline of Final Research Achievements

Surface modification of silicon wafers with arborescent graft polymers having hydrosilyl groups at each side chain ends and their surface properties were investigated. Arborescent graft polymers having the reactive end groups were synthesized by living anionic polymerization using grafting-from approach via lithiation of poly(p-methylstyrene) with dimethylchlorosilane as a terminating agent. Surface modification was conducted using hydrosilylation reaction between vinyl modified silicon wafer and the arborescent graft polymers. The obtained arborescent graft polymer modified surface showed higher water contact angle than that of vinyl modified surface. The result indicates that the surface character was affected by the 3-dimentional structure of the arborescent graft polymers.

Free Research Field

高分子化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

高分子の一次構造に基づく特殊構造高分子の創製および構造による機能開拓は、ボトムアップ型ナノテクノロジーの基本技術である分子デバイスを達成するための重要な戦略である。星型やブラシ型、環状などの様々な特殊構造高分子の合成が可能になったが、その構造に由来する機能開拓はまだまだ少ない。本研究では高分子を一分子のオブジェクトとして捉えることで、球状に広がった構造をもつアルボレッセントポリマーの三次元構造が基板表面において撥水性ならびに親油性を生み出すことを明らかにしており、本研究は、特殊構造高分子一分子が創り出す新たな機能性表面の開拓につながるものである。