ナノスケール誘電緩和計測法の開発と動的物性計測の新地平

• 研究課題/領域番号: 26390069
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 関西医科大学
• 研究代表者: 影島 賢巳 関西医科大学, 医学部, 教授 (90251355)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 原子間力顕微鏡 / ソフトマター / 緩和 / 粘弾性 / 非線形 / 水和高分子 / 誘電緩和 / 分極 / 非線形流体 / 誘電応答 / ガラス状態 / 相転移

研究成果の概要

原子間力顕微鏡を用いて、ソフトマターのナノスケールの系について、粘弾性と誘電緩和特性の両方を計測する研究に取り組んだ。粘弾性を通じての計測では、親水性表面の間に拘束された水分子層の緩和時間が顕著な非ニュートン的特性を見出すことを報告した。水和生体適合性高分子の粘弾性による緩和時間の振幅依存性計測では、巨視的な非ニュートン特性と異なる不連続的挙動が観測された。慎重に解析を進め今後の研究の新たな芽としたい。外部電場で探針分極を制御して、高分子薄膜の誘電緩和的特性を計測した実験では、巨視的な誘電緩和関数と大きく異なる興味深い結果が得られ、解釈には系の新たなモデル化の必要性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Layer-resolved relaxation dynamics of confined water analyzed through subnanometer shear measurement (2014)
  • 著者名/発表者名: Ｍａｓａｍｉ Ｋａｇｅｓｈｉｍａ
  • 雑誌名: Ｅｕｒｏｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ 巻: 107 号: 6 ページ: 66001-66001
  • DOI: 10.1209/0295-5075/107/66001
  • 査読あり
• [学会発表] Probing Origin of Non-Newtonian Fluidity with Sub-nanometer Shear (2016)
  • 著者名/発表者名: Masami Kageshima, Shintaro Itoh and Kenji Fukuzawa
  • 学会等名: 24th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM24)
  • 発表場所: ホノルル（米国）
  • 年月日: 2016-12-14
  • 国際学会
• [学会発表] 水和した生体適合性高分子が示す微視的非ニュートン挙動 (2016)
  • 著者名/発表者名: 影島 賢巳、伊藤 伸太郎、福澤 健二
  • 学会等名: 第１３回バイオオプティクス研究会
  • 発表場所: 前橋テルサ、前橋工科大学（群馬県・前橋市）
  • 年月日: 2016-12-02
  • 招待講演
• [学会発表] Nonlinear response of hydrated polymer under sub-nanometer oscillatory shear (2016)
  • 著者名/発表者名: Masami Kageshima, Shintaro Itoh and Kenji Fukuzawa
  • 学会等名: Annual Meeting on Rheology and Fluid Mechanics
  • 発表場所: アリカンテ（スペイン）
  • 年月日: 2016-11-10
  • 国際学会
• [学会発表] Viscoelasticity of Hydrated Phospholipid Polymer Measured with Sub-Nanometer Shear (2016)
  • 著者名/発表者名: Masami Kageshima, Shintaro Itoh and Kenji Fukuzawa
  • 学会等名: International Conference on Rheology (ICR2016)
  • 発表場所: 京都テルサ（京都府・京都市）
  • 年月日: 2016-08-08
  • 国際学会
• [学会発表] AFM for probing dynamical properties of nanometer-scale systems (2015)
  • 著者名/発表者名: Masami Kageshima
  • 学会等名: EMN Bangkok Meeting
  • 発表場所: バンコク（タイ）
  • 年月日: 2015-11-10
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 原子間力顕微鏡を用いた誘電緩和計測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 影島賢巳
  • 学会等名: 第76回 応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県・名古屋市）
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] せん断応答から見たナノ空間水分子の非線形緩和 (2014)
  • 著者名/発表者名: 影島賢巳
  • 学会等名: 第11回バイオプティクス研究会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府・豊中市）
  • 年月日: 2014-12-06
  • 招待講演
• [学会発表] Non-Newtonian Relaxation of Confined Water Layers Studied with Sub-nanometer Shear Modulation of AFM Probe (2014)
  • 著者名/発表者名: Ｍａｓａｍｉ Ｋａｇｅｓｈｉｍａ
  • 学会等名: 17th International Conference on Non-contact Atomic Force Microscopy
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県・つくば市）
  • 年月日: 2014-08-06
• [学会発表] s hydrated water in nanometer-scale space glassy at room temperature?–a molecularly resolved shear study with atomic force microscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Ｍａｓａｍｉ Ｋａｇｅｓｈｉｍａ
  • 学会等名: 9th Liquid Matter Conference
  • 発表場所: リスボン（ポルトガル）
  • 年月日: 2014-07-24