| 研究課題/領域番号 |
09640711
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
分離・精製・検出法
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
嶋津 克明 北海道大学, 大学院・地球環境科学研究科, 助教授 (30109417)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1999
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| 研究課題ステータス |
完了 (1999年度)
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| 配分額 *注記 |
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
1999年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1998年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1997年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
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| キーワード | セルフアセンブリ / 表面質量滴定法 / 水晶振動子マイクロバランス / 表面pKa / 還元脱離 / 溶媒和 / 酸解離定数 / 表面質量適定法 / セルフアセンブリ単分子層 / 電位効果 / メルカプトアルキルカルボン酸 / ポリビニルピリジン |
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| 研究概要 |
構造規制された単分子層を機能性有機分子の自己組織化により金基板上に構築し、おもに酸塩基物性の測定と制御を行った。評価法として、酸解離にともなうイオン会合に由来する質量変化を水晶振動子マイクロバランスで測定する表面質量滴定法を開発し、その有用性を検討した。酸解離定数(pKa)だけでなく表面酸中心密度を同時に決定できる優れた方法であることを立証した。単分子層の機能中心としてカルボキシ基およびアミノ基を選択し、表面質量滴定法により、表面酸塩基特性の評価を行った。pKaにおよぼす鎖長や電解質イオンの効果、さらには単一単分子層やアルカンチオールとの混合単分子層における酸中心密度の効果を検討した。その結果、表面pKaはバルクの値に比べ酸では大きく、塩基では小さくなることがわかった。この原因は酸塩基平衡で生成する荷電表面種間の反発の相互作用にあり、その大きさは酸塩基中心の分布など表面構造に極めて敏感であることを明らかにした。また、カルボキシ基の表面pKaは、負の電位の付与で減少し正の電位の付与で増加した。これは、界面における酸塩基特性の外部制御が達成できたことを意味する。ポリマー薄膜の評価にも表面質量滴定法を応用し、表面pKaと機能基間相互作用の大きさを決定した。さらに、表面質量滴定法の基礎となるイオン会合機構の解明に関する研究も併せて遂行した。イオン会合している単分子層の脱離にともなう質量変化の測定とその厳密な解析から、会合カチオンは溶媒和していることや界面での溶媒和数を決定するなど他手法では得ることが困難な新たな知見を得た。
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