• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

ソフト界面における動的構造解析法の確立と界面拡散現象解明への展開

公募研究

研究領域ソフトインターフェースの分子科学
研究課題/領域番号 21106516
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関九州大学

研究代表者

田中 敬二  九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (20325509)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2010年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2009年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード高分子構造・物性 / 表面・界面 / 拡散 / 表面プラズモン共鳴 / 高分子 / 界面 / 膨潤動力学 / Case II拡散 / 拡散係数
研究概要

非溶媒と接触した高分子界面は濡れ性、選択透過性や生体適合性等といった機能性と密接に関連している。このため、非溶媒と接触した高分子鎖の凝集状態および熱運動特性の理解は重要であるが、これらをin-situで評価する手法が限定されているため、現状ではほとんど検討されていない。これまでに中性子反射率(NR)測定に基づき、非溶媒中におけるポリメタクリル酸メチル(PMMA)薄膜の凝集構造について検討してきた。その結果、高分子は非溶媒中においてさえも膨潤することを明らかにしている。NR測定は薄膜の深さ方向における組成分布を精密に評価可能であるが、現状では、測定に数時間から数十時間を必要とする。一方、可視光を用いた表面プラズモン共鳴(SPR)および光導波路(GWM)反射率測定の場合、精度はNRに劣るが、測定に要する時間は数秒程度であるため、膜の凝集構造変化をin-situで追跡可能である。本年度は、SPRおよびGWM測定に基づき、メタノール中におけるPMMA膜の厚化挙動を追跡することで、非溶媒中における高分子膜の膨潤挙動を明らかにした。種々の時間メタノールと接触したPMMA膜のSPRおよびGWM反射率曲線は、接触時間の増加とともに共鳴角が高角度側にシフトし、また、共鳴角における反射率が減少した。詳細な解析の結果、メタノールと接触後、Case II拡散で記述出来る膨潤挙動が観測された。厚膜においては、一成分の拡散係数が得られ、その値はバルク値とほぼ同じであった。拡散係数は膜厚250nm以下の領域では減少し始めた。薄膜領域においては二成分の拡散係数が導出され、早い成分(D_<fast>)に関しては膜厚に依存しなかったが、遅い成分(D_<slow>)は膜厚に依存した。しかしながら、薄膜領域におけるD_<fast>およびD_<slow>はいずれもバルクと比較して著しく小さかった。基板との相互作用について検討した結果、D_<slow>は基板に依存して変化した。以上の結果から、薄膜領域におけるPMMA膜の膨潤挙動は、基板界面における分子鎖熱運動性が支配的であることが明らかになった。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (4件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Relaxation Behavior of Poly(methyl Methacrylate) at a Water Interface2010

    • 著者名/発表者名
      K.Tanaka, et al
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.B.

      巻: 114 ページ: 3457-3460

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Swelling Structure of Thin Poly(methyl methacrylate) Films in Various Alkyl Length Alcohols2010

    • 著者名/発表者名
      K.Tanaka, et al
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.Lett.

      巻: 1 ページ: 881-885

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Swelling Structure of Thin Poly(methyl methacrylate) Films in Various Alkyl Length Alcohols2010

    • 著者名/発表者名
      H.Atarashi, H.Morita, D.Yamazaki, M.Hino, T.Nagamura, K.Tanaka
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.Lett. 1(5)

      ページ: 881-885

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Glass Transition Behaviour of Hyper-branched Polymers2009

    • 著者名/発表者名
      K.Akabori, H.Atarashi, M.Ozawa, T.Kondo, T.Nagamura, K.Tanaka
    • 雑誌名

      Polymer 50(20)

      ページ: 4868-4875

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interfacial Width in Polymer Bilayer Films Prepared by Double Spin-coating and Floating Methods2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Fujii, H.Atarashi, M.Hino, T.Nagamura, K.Tanaka
    • 雑誌名

      ACS Appl.Mater. Interfaces 1(9)

      ページ: 1856-1859

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 液体界面における高分子セグメントの凝集状態とダイナミクス2011

    • 著者名/発表者名
      田中敬二
    • 学会等名
      熊本大学拠点形成研究「ソフト溶液プロセスをベースとした階層的ナノ組織集積材料の創成」研究会
    • 発表場所
      熊本大学黒髪キャンパス,熊本
    • 年月日
      2011-01-12
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Physical Sorption of Non solvents in Thin Polymer Films2010

    • 著者名/発表者名
      田中敬二
    • 学会等名
      The 5th Asia-Oceania Forum on Synchrotron Radiation Research
    • 発表場所
      Postech, Pohang, Korea
    • 年月日
      2010-07-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Swelling of Thin Polymer Films in Non solvents2010

    • 著者名/発表者名
      田中敬二
    • 学会等名
      International Symposium on Polymer Physics PP'2010
    • 発表場所
      Shandong Hotel, Ji'nan, China
    • 年月日
      2010-06-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Glass Transition of Polymers at Solid Interfaces2009

    • 著者名/発表者名
      K.Tanaka
    • 学会等名
      6th International Discussion Meeting on Relaxations in Complex Systems
    • 発表場所
      University of Rome "LaSapienza", Rome, Italy
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] 高分子表面・界面分析法の新展開(15章異種固体におけるガラス転移温度)2009

    • 著者名/発表者名
      田中敬二、長村利彦
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.cstf.kyushu-u.ac.jp/~tanaka-lab/

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

URL: 

公開日: 2009-04-01   更新日: 2018-03-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi