| 研究課題/領域番号 |
12555266
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
高分子構造物性(含繊維)
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
松岡 秀樹 京都大学, 工学研究科, 助教授 (40165783)
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| 研究分担者 |
坂本 政悟 株式会社ユーエスアイシステム, 課長
筒井 和典 大塚電子株式会社, 主査
松本 幸三 京都大学, 工学研究科, 助手 (90273474)
坂本 正悟 (株)ユーエスアイシステム, 課長
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
13,300千円 (直接経費: 13,300千円)
2002年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2001年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2000年度: 10,200千円 (直接経費: 10,200千円)
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| キーワード | 界面ダイナミクス / X線反射率 / 中性子反射率 / 表面動的光散乱 / 高分子単分子膜 / 高分子ブラシ / エバネッセント波 / エバネツロント波 |
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| 研究概要 |
測定対象となるシラシクロブタン-メタクリル酸ジブロックコポリマーが水面上で形成する単分子膜のナノ構造をX線反射率測定に詳細に調査した。特に、ナノ構造に与える親水鎖長、表面圧、pH,添加塩濃度の影響を詳細に調査した。まず。親水鎖部分は単純な高分子ブラシを形成するのではなく、絨毯層とブラシ層の二層構造をとることを世界に先駆け発見した。そして、表面圧の増加とともに、ブラシが伸びていくこと、高pHでは荷電の影響でブラシが伸長することを見いだした。ただし、伸びはじめるpHはバルクのpKaと大きく異なっていた。疎水層の厚さは親水鎖長に対し、極小をとり、これは水面下の絨毯/ブラシ二層構造の割合との相関で説明できた。添加塩を加えるとブラシ鎖長は一旦増大した後減少した。これは、ブラシ層内のイオン強度とバルクのイオン強度の相対的関係によると考えられる。
この呼吸モードや単分子膜の粘弾性的性質を検出可能な表面動的光散乱装置(SDLS)の開発を進めた。光学系は試行錯誤の結果、グレーティングを用いたヘテロダイン系とした。実験室系における人為的な微振動が、水面上の表面張力波に影響を与えていることが判明し、磁気浮上式除振台に換え、より高精度のピエゾ式のアクティブ除振台を導入し、再検討を行った。その結果、ピエゾ振動子により発生した表面張力波が、SDLSにより得られる時間相関関数にはっきりと現れ、その相関時間は表面張力と定性的に一致することを確認した。上記ジブロックコポリマーの水面単分子膜の測定では、100Hzの振動を与えた場合、倍波の応答が明確に現れたが、200Hzでは応答が見られなかった。これは単分子膜の粘弾性的性質により速い200Hzには追従できなかったことを意味しており、本研究により開発したSDLSにより、水面単分子膜のダイナミクスと粘弾性的性質に関し、定量的データを得ることが可能であることが実証された。
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