2010 Fiscal Year Annual Research Report
単一高分子鎖の非平衡ダイナミクスと粘弾性計測
Publicly Offered Research
| Project Area | Creation of non-equilibrium soft matter physics: Structure and dynamics of mesoscopic systems |
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| Project/Area Number |
21015020
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| Research Institution | Tokyo Gakugei University |
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Principal Investigator |
影島 賢巳 東京学芸大学, 教育学部, 准教授 (90251355)
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| Keywords | 原子間力顕微鏡 / 単一高分子鎖 / 粘弾性 / 高次振動モード / 熱振動スペクトル |
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| Research Abstract |
本研究で検討した単一高分子鎖の粘弾性スペクトル計測方法のうち、原子間力顕微鏡(AFM)の力センサーの高次振動モードを利用した方法は、共振利得を利用するために高い感度が期待できる利点があるが、高次振動モードの等価的な弾性定数を正確に把握しないと定量性を欠く。これまでの解析では、理想化された形状の力センサーについて理論的に計算された等価弾性定数の値を使用していたが、力センサーの共振スペクトルなどから解析した結果では、理論値と大きなずれがあり、研究上で課題となっていた。これらの原因について精査した結果、力センサーに磁気力を印加するために付与された磁性粒子の質量や、液中計測の場合は液体の粘性といった要素が高次モードへ複雑に影響していることが示唆された。また、力センサーの縦横の寸法比も高次モードの挙動に影響する可能性も考えられるため、種々の質量の粒子を付与した種々の形状の力センサーについて、系統的に高次振動モードの振動伝達関数や熱振動スペクトルを詳細に解析した。振動モードの空間的な計測のデータを加えて最終結論を得たいと考えている。また、単一分子鎖を基板との間に架橋させた力センサーの熱振動スペクトルの変化を計測して、これから分子の粘弾性を算出する方法を試行したが、高周波域ではセンサーの等価弾性定数が増大して熱振動への感度が落ちるため、分子の架橋の有無によって定量的に有意な差を検出することは困難であった。
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