2011 Fiscal Year Research-status Report
二次元ナノパターン精密制御法開発及びナノ機能材料創製
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23550163
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
松本 睦良 東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (00358053)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2014-03-31
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| Keywords | LB膜 / 相分離 / ナノパターン / 線張力 / 双極子-双極子相互作用 / ポリマーブラシ |
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| Research Abstract |
本年度は、「二次元ナノパターン精密制御手法の開発」及び「鋳型上でのポリマーブラシ作製」を行った。前者においては、まず、転写圧、温度の制御による線張力と双極子－双極子相互作用の精密制御を行った。相分離混合ラングミュア膜及びラングミュア－ブロジェット（LB）膜中に形成するドメインのサイズと形状は、線張力と双極子－双極子相互作用の兼ね合いで決定される。線張力が優勢の場合はマイクロメートルスケールの円盤ドメインが形成する。一方、双極子－双極子相互作用の寄与が大きくなると、細長いand/or小さいドメイン形成が優勢となる。このことを利用して相分離構造を制御することが可能である。表面圧の増加とともに、長鎖脂肪酸、両親媒性シランカップリング剤の相分離混合LB膜中に形成するドメインが、マイクロメートルスケールの円盤ドメインから、ナノメートルスケールのワイヤー構造に変化した。分子配向秩序の向上により、双極子－双極子相互作用が優勢になったためと考えられる。また、LB膜作製の際の下相水の温度の上昇とともに、分子配向秩序が低下し、線張力の寄与が大きくなることがわかった。長鎖脂肪酸とハイブリッドカルボン酸の混合LB膜の相分離構造はドメイン境界に働く線張力の調整によっても制御可能である。そこで、長鎖脂肪酸を2種類混合して、ハイブリッドカルボン酸との混合LB膜を作製することによる線張力の制御を行ったところ、相分離構造の制御が可能であることが明らかになった。また後者の「鋳型上でのポリマーブラシ作製」において、まず、マイクロメートルスケールの円盤状ドメインのパターンを有する鋳型を作製し、その鋳型に自己組織化を用いて重合開始基を固定した。その重合開始基から、原子移動ラジカル重合により、PMMA及びPStのパターン化したポリマーブラシの作製を行い、原子間力顕微鏡を用いてその構造を明らかにした。
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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
平成23年度の研究計画通り、研究は順調に進捗しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成23年度に得られた研究成果を基に、平成24年度以降はさらに研究を発展させる。具体的には、(i) 二次元ナノパターンを有する鋳型構造の精密制御、(ii) 複合化した鋳型作製、(iii) ナノ機能材料創製を行う予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
次年度に本年度の未使用予算額4,369円を使用する予定である。これは他の予算との合算使用ができなかったために残ったものである。次年度はこの額と次年度の支払い請求額の内、直接経費100万円を併せて、物品費の消耗品として使用予定である。消耗品の内容は、試薬、ガラス器具、カンチレバーなどである。なお次年度に繰り越す予算額が多くないため、研究計画に変更はない。
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