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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 AreaCreation of non-equilibrium soft matter physics: Structure and dynamics of mesoscopic systems
Project/Area Number 21015020
Research InstitutionTokyo Gakugei University

Principal Investigator

影島 賢巳  東京学芸大学, 教育学部, 准教授 (90251355)

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
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。

  • Research Products

    (4 results)

All 2011 2010

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Magnetically-modulated atomic force microscopy for analysis of soft matter systems2011

    • Author(s)
      影島賢巳
    • Journal Title

      Current Pharmaceutical Biotechnology

      Volume: (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Application of atomic force microscopy for study of nanometer-scale dynamics of soft matters2010

    • Author(s)
      影島賢巳, 他
    • Organizer
      International Symposium on Non-Equilibrium Soft Matter 2010
    • Place of Presentation
      奈良県新公会堂(奈良)
    • Year and Date
      2010-08-17
  • [Presentation] Analysis of hydration dynamics using cantilever's higher eigenmodes2010

    • Author(s)
      小川達也, 他
    • Organizer
      13th International Conference on Non-Contact Atomic Force Microscopy
    • Place of Presentation
      石川県立音楽堂(金沢)
    • Year and Date
      2010-08-02
  • [Presentation] Frequency-Resolved Water Dynamics on a Hydrophilic Surfhce Studied with Wideband Magnetic Excitation AFM2010

    • Author(s)
      小川達也, 他
    • Organizer
      The 12th International Scanning Probe Microscopy Conference
    • Place of Presentation
      京王プラザホテル札幌(札幌)
    • Year and Date
      2010-05-11

URL: 

Published: 2012-07-19  

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