非水溶媒中における微粒子表面電荷の局在性と特異な巨視的表面間力の発現

Research Project

Project/Area Number	15760556
Research Category	Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Properties in chemical engineering process/Transfer operation/Unit operation
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	神田陽一京都大学, 工学研究科, 助手 (60243044)
Project Period (FY)	2003 – 2004
Project Status	Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help	¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000) Fiscal Year 2004: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000) Fiscal Year 2003: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
Keywords	離散電荷 / ヘテロ相互作用 / 付着
Research Abstract	近年、表面構造や特性をナノオーダーで制御することが求められており、材料表面上の微小な不純物や改質ムラが及ぼす影響を検討することは重要である。しかし表面特性が均一ではない離散的な状態にあるときの表面間相互作用については理論的に詳しく解明されておらず、また実験的な検討もほとんどされていない。昨年度は、第一段階として、水系で検討を行い、粒径20〜100nmのカチオン性PSL粒子を負に帯電したマイカ板に吸着させ、1個粒子により離散電荷表面を実現した。そして、1個または2%の低い被覆率の場合の相互作用への影響を検討した。本年は、反対電荷を持った超微粒子の付着による高被覆率のモデル表面の生成を試みた。すなわち、塩化スズ、酢酸亜鉛等の加水分解により、等電点がpH6付近の酸化スズ、酸化亜鉛粒子の発生と塗布による高被覆率表面の生成を行った。これらの粒子の被覆表面では、pH2〜5の範囲では離散電荷表面の実現が期待できる。 pH6以上では、酸化スズ、酸化亜鉛とも粒子生成が迅速に起こるが、凝集も同時に起こり、モデル表面として作成することは困難であった。一方、pH無調整の場合は、成り行きでは低いpHであり加水分解と粒子生成は非常に緩慢であるが、均一な薄膜の作成は比較的容易であった。これにより被覆率が100%に近い高被覆率の酸化スズ表面の作成が実現できた。AFMによる表面力測定でも、高pH域ではシリカ粒子に対して斥力、pH2〜5では期待通り引力が観測された。しかし、もう少し低い被覆率の表面の作成は、今後の課題である。