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赤外励起走査型AFM表面観測装置の試作と高分子超薄膜―水界面の特性解析への応用

研究課題

研究課題/領域番号 13555260
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 高分子構造物性(含繊維)
研究機関富山大学

研究代表者

北野 博巳  富山大学, 工学部, 教授 (40115829)

研究分担者 長村 俊彦  株式会社ユニソク, 科学機器開発研究所, 所長
井出 誠  富山大学, 工学部, 助手 (70334711)
研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
14,000千円 (直接経費: 14,000千円)
2002年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2001年度: 12,900千円 (直接経費: 12,900千円)
キーワード原子間力顕微鏡 / 赤外励起 / 高分子-水界面 / OH伸縮振動子 / 水の構造 / 生体適合性材料 / 固-液界面 / 赤外分光法 / ラマン分光法 / 固一液界面 / 単分子膜 / 分子認識 / 振動スペクトル
研究概要

本研究では、固液界面に存在する分子の動的構造や配向に関する情報を、固体表面の微細構造に関する情報と共にin situで捉えることを目的として、赤外分光法と原子間力顕微鏡(AFM)法を組み合わせた新規の赤外励起走査型AFM表面観測装置を試作した。
固液界面の情報を間接的に捉えるため、赤外全反射吸収法および偏光ラマン分光法を用いて、固体高分子薄膜および高分子水溶液中の水について検討した。特に、OH伸縮振動帯に注目し解析を行った。生体適合性の高い薄膜中においては、水のOH伸縮振動帯の波形は、純水のものと極めて似通った波形を示した。この結果は、生体適合性の発現が、水の構造に密接に関与していることを示しており、さらに、水の構造を破壊しにくい材料ほど、生体適合性に優れていることを示すものと考えられる。一方、水溶性高分子についても、同様に「水の構造」の観点から検討したところ、生体適合性に優れた高分子は、溶液中の水の水素結合ネットワーク構造をほとんど乱さないという知見を得た。
上述したように、生体適合性材料は、いずれの系においても、水の構造を破壊しにくいことが示されたが、共にバルクの情報に基づくものである。そこで、冒頭でも述べたように、固体表面上の水のみならず、界面を形成する固体高分子材料の情報を同時に検討するため、赤外励起走査型AFM表面観測装置を試作し、水の構造および材料の動態について検討した。

報告書

(3件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (41件)

  • [文献書誌] Hiromi Kitano, Yoshiko Taira: "Inclusion of Bisphenol by a Self-Assembled Monolayer of Thiolated Cyclodextrin on a Gold Electrode"Langmuir. Vol.18, No.15. 5835-5840 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiromi Kitano, Toshitaka Saito, Naoki Kanayama: "Substrate Monolayer as Electrochemical Sensing Elements for α-Chymotrypsin"Journal of Colloid and Interface Science. Vol.250, No.1. 134-141 (2002)

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  • [文献書誌] Hiromi Kitano, Makoto Imai, Kurao Sudo, Makoto Ide: "Hydrogen-Bonded Network Structure of Water in Aqueous Solution of Sulfobetaine Polymers"Journal of Physical Chemistry B. Vol.106, No.43. 11391-11396 (2002)

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  • [文献書誌] Hiromi Kitano, Yukiko Ishino, Ali Hamed Al-Arifi: "Catalytic Effects of Galactose Oxidase on Micelle-Forming Galactolipids"Journal of Colloid and Interface Science. Vol.255, No.1. 260-264 (2002)

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  • [文献書誌] M.Ide, T.Mori, K.Ichikawa, H.Kitano, M.Tanaka, A.Mochizuki, H.Oshiyama, W.Mizuno: "Structure of Water Sorbed into Poly(MEA-co-HEMA) Films As Examined by ATR-IR Spectroscopy"Langmuir. Vol.19, No.2. 429-435 (2003)

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  • [文献書誌] 北野 博巳, 井出 誠: "高分子-水界面 -水の構造解析からのアプローチ"高分子. 52巻1月号. 28-33 (2003)

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  • [文献書誌] Wakabayashi, M., Aizawa, S., Kitano, H.: "Pressure Study on the Metallation of Porphyrin-Carrying Copolymers"Macromol. Chem. Phys.. 202. 3136-3141 (2001)

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  • [文献書誌] Kitano, H., Ichikawa, K., Fukuda, M., Mochizuki, A., Tanaka, M.: "The Structure of Water Sorbed to Polymethoxyethylacrylate Film As Examined by FT-IR Spectroscopy"J. Colloid Interface Sci.. 242. 133-140 (2001)

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  • [文献書誌] Ichikawa, K., Mori, T., Kitano, H., Fukuda, M., Mochizuki, A., Tanaka, M.: "Fourier Transform Infrared Study on the Sorption of Water to Various Polymer Thin Films"J. Polym. Sci. Part B : Polym. Phys.. 39. 2175-2182 (2001)

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  • [文献書誌] Kitano, H., Ishino, Y., K.Yabe: "Dehydration Effect on the Recognition of Amphiphiles with Many Pendent Mannose Residues by Concanavalin A"Langmuir. 17. 2312-2316 (2001)

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  • [文献書誌] Kitano, H., Ichikawa, K., Ide, M., Mizuno, W., Fukuda, M.: "Fourier Transform Infrared Study on the State of Water Sorbed to Polythyleneglycol Films"Langmuir. 17. 1889-1895 (2001)

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  • [文献書誌] Kitano, H., Ohhori, K.: "Accumulation of Functional Block Telomers on Metal Surfaces"Langmuir. 17. 1878-1884 (2001)

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  • [文献書誌] Kitano, H., Sumi, Y., Tagawa, K.: "Recognition of Novel Lipopolypeptides with Many Pendent Sugar Residues by Lectins"Bioconjugate Chem.. 12. 56-61 (2001)

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  • [文献書誌] 北野 博巳, 井出 誠: "高機能性界面の分子設計"高分子加工. 52. 21-25 (2003)

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  • [文献書誌] 柘植 秀樹, 荻野 和子, 竹内 茂彌, 北野 博巳: "環境と化学 -グリーンケミストリー入門-"東京化学同人. 216 (2002)

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  • [文献書誌] Wakabayashi, M.; Aizawa, S.; Kitano, H.: "Pressure Study on the Metallation of Porphyrin-Canying Copolymers."Macromol. Chem. Phys.. 202. 3136-3141 (2001)

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  • [文献書誌] Kitano, H.; Ichikawa, K.; Fukuda, M.; Mochizuki, A.; Tanaka, M.: "The Structure of Water Sorbed to Polymethoxyethylacrylate Film As Examined by FT-IR Spectroscopy."J. Colloid Interface Sci.. 242. 133-140 (2001)

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  • [文献書誌] Ichikawa, K.; Mori, T.; Kitano, H.; Fukuda, M.; Mochizuki, A.; Tanaka, M.: "Fourier Tramform Infrared Study on the Sorption of Water to Various Polymer Thin Films."J. Polym. Sci. Part B : Polym. Phys.. 39. 2175-2182 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kitano, H.; Ishino, Y.; K. Yabe: "Dehydration Effect on the Recognition of Amphiphiles with Many Pendent Mannose Residues by Concanavalin A."Langmuir. 17. 2312-2316 (2001)

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  • [文献書誌] Kitano, H.; Ichikawa, K.; Ide, M.; Mizuno, W.; Fukuda, M.: "Fourier Transform Infrared Study on the State of Water Sorbed to Polyethyleneglycol Films."Langmuir. 17. 1889-1895 (2001)

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  • [文献書誌] Kitano, H.; Ohhori, K.: "Accumulation of Functional Block Telomers on Metal Surfaces."Langmuir. 17. 1878-1884 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kitano, H.; Sumi, Y.; Tagawa, K.: "Recognition of Novel Lipopolypeptides with Many Pendent Sugar Residues by Lectins."Bioconjugate Chem.. 12. 56-61 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kitano, H.; Ishino, Y.; Al-Arifi, A. M.: "Catalytic Properties of Galactose Oxidase to Micelle-Forming Galactolipids."J. Colloid Interface Sci.. 255. 260-264 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kitano, H.; Imai, M.; Sudo, K.; Ide, M.: "Hydrogen-Bonded Network Structure of Water in Aqueous Solution of Sulfobetaine Polymers."J. Phys. Chem. B. 106. 11391-11396 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kitano, H.; Taira, Y.: "Inclusion of Bisphenols by a Self-Assembled Monolayer of Thiolated Cyclodextrin on a Gold Electrode."Langmuir. 18. 5835-5840 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kitano, H.; Saito, T.; Kanayama, N.: "Substrate Monolayers as Electrochemical Sensing Elements for α-Chymotrypsin."J. Colloid Interface Sci.. 250. 134-141 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ide, M.; Mori, T.; Ichikawa, K.; Kitano, H.; Tanaka, M.; Mochizuki, A.; Oshiyama, H.; Mizuno, W.: "Structure of Water Sorbed into Poly(MEA-co-HEMA) Films As Examined by ATR-IR Spectroscopy."Langmuir. 19. 429-435 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kiteno, H.; Ide, M.: "Water at a Polymer Interface - An Approach Using Structual Analysis -"Kobunshi. 52. 28-33 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kitano, H.; Ide, M.: "Molecular Design in Functionalizrng the Surfaces"Kobunshi-kako. 52. 21-25 (2003)

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    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiromi Kitaon, Yoshiko Taira: "Inclusion of Bisphenol by a Self-Assembled Monolayer of Thiolated Cyclodextrin on a Gold Electrode"Langmuir. Vol.18, No.15. 5835-5840 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hiromi Kitano, Toshitaka Saito, Naoki Kanayama: "Substrate Monolayer as Electrochemical Sensing Elements for α-Chymotrypsin"Journal of Colloid and Interface Science. Vol.250, No.1. 134-141 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hiromi Kitano, Makoto Imai, Kurao Sudo, Makoto Ide: "Hydrogen-Bonded Network Structure of Water in Aqueous Solution of Sulfobetaine Polymers"Journal of Physical Chemistry B. Vol.106, No.43. 11391-11396 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hiromi Kitano, Yukiko Ishino, Ali Hamed Al-Arifi: "Catalytic Effects of Galactose Oxidase on Micelle-Forming Galactolipids"Journal of Colloid and Interface Science. Vol.255, No.1. 260-264 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Ide, T.Mori, K.Ichikawa, H.Kitano, M.Tanaka, A.Mochizuki, H.Oshiyama, W.Mizuno: "Structure of Water Sorbed into Poly(MEA-co-HEMA) Films As Examined by ATR-IR Spectroscopy"Langmuir. Vol.19, No.2. 429-435 (2003)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 北野 博巳, 井出 誠: "高分子-水界面 -水の構造解析からのアプローチ"高分子. 52巻1月号. 28-33 (2003)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 柘植 秀樹, 荻野 和子, 竹内 茂彌, 北野 博巳: "環境と化学-グリーンケミストリー入門-"東京化学同人. 216 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Wakabayashi, M., Aizawa, S., Kitano, H.: "Pressure Study on the Metallation of Porphyrin-Carrying Copolymers."Macromol.Chem.Phys.. 202. 3136-3141 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kitano, H., Ichikawa, K., Fukuda, M., Mochizuki, A., Tanaka, M.: "The Structure of Water Sorbed to Polymethoxyethylacrylate Film As Examined by FT-IR Spectroscopy"J.Colloid Interface Sci.. 242. 133-140 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Ichikawa, K., Mori, T., Kitano, H., Fukuda, M., Mochizuki, A., Tanaka, M: "Fourier Transform Infrared Study on the Sorption of Water to Various Polymer Thin Films"J. Polym. Sci. Part B : Polym. Phys.. 39. 2175-2182 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kitano, H., Saito, T., Kanayama, N.: "Substrate Monoiayers as Electrochemical Sensing Elements for Chymotrysin"J. Colloid Interface Sci.. (in press). (2002)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 柘植 秀樹, 荻野 和子, 竹内 茂彌, 北野 博巳: "環境と化学・グリーンケミストリー入門"東京化学同人. 250 (2002)

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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