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2012 年度 実績報告書

ソフトインターフェースの高分子鎖構造直接観察と解析

計画研究

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 20106009
研究機関山形大学

研究代表者

熊木 治郎  山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (00500290)

研究期間 (年度) 2008-04-01 – 2013-03-31
キーワード走査プローブ顕微鏡 / 高分子構造・物性 / 超薄膜 / ナノ材料 / 表面・界面物性
研究実績の概要

(1)基板上の高分子孤立鎖の観察は広く検討されているが、高分子のガラス転移温度(Tg)よりはるかに高温での観察はほとんどない。本研究では、マイカ上にスピンキャストしたイソタクチックポリメチルメタクリレート(Tg:40℃)孤立鎖を、高温でAFM観察した。その結果、Tgよりはるかに高温の200℃でも分子鎖が良好に観察できることを見出した。分子鎖の広がりは、Tgの60度程度高温まで一定で、そこから低下し、凝集が始まる。各温度での分子鎖の運動性を評価した結果、高温で分子の運動が活発になるため、マイカとの吸着点が外れて、分子鎖が凝集したものと推察される。分子鎖の凝集が開始する温度を孤立鎖のTgと考えると、基板上の孤立鎖は、バルクに比べて60℃程度上昇していることを示していることになる。また、意外なことに分子鎖の高さは、室温から200℃まで実質上変化を示さない。この理由は、分子鎖がTg以上になっても、分子鎖の実体がなくなるわけではないので、分子鎖全体が軟化しても高さが変わらなかったものと考えられる。孤立鎖の高温での運動性を評価することは、高分子の基板との接着等を検討するための基礎データとして有用であると考える。

(2)基板上のポリ(n-ブチルアクリレート)(PBA)孤立鎖を、タッピングモードAFMで観察すると、高さ像が凹に反転して観察されることを見出した。この異常な現象を、新たに導入した各測定点でフォースカーブを測定して画像化する、ピークフォースタッピングモードのAFMで検討した結果、マイカとPBA鎖上でフォースカーブが異なり、マイカの方が、カンチレバーを強く吸着してカンチレバーの振幅を減少させることにより生じているアーチファクトであることがわかった。タッピングモードのAFMでは、サンプルとの相互作用によりフィードバックに用いる振幅が影響を受けるため、多成分系の観察では注意を要する。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (9件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Significant Melting Point Depression of Two-Dimensional Folded-Chain Crystals of Isotactic Poly(methyl methacrylate)s Observed by High-Resolution In-Situ Atomic Force Microscopy2013

    • 著者名/発表者名
      Yuma Takanashi, Jiro Kumaki
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 117 ページ: 印刷中

    • DOI

      DOI: 10.1021/jp401284t

    • 査読あり
  • [学会発表] Strong Melting Point Depression of Two-Dimensional Folded Chain Crystals of Isotactic Poly(methyl methacrylate)s Observed by In-Situ High-Resolution Atomic Force Microscopy2013

    • 著者名/発表者名
      Yuma Takanashi, Jiro Kumaki
    • 学会等名
      Soft-interfaces Mini-symposium 2013 –Physical Chemistry and Characterization of Soft-interfaces- (SIMS2013)
    • 発表場所
      Kyusyu University Nishijin Plaza, Japan
    • 年月日
      2013-03-14 – 2013-03-15
  • [学会発表] Strong Melting Point Depression of Two-Dimensional Folded Chain Crystals of Isotactic Poly(methyl methacrylate)s Observed by In-Situ High-Resolution Atomic Force Microscopy2012

    • 著者名/発表者名
      Yuma Takanashi, Jiro Kumaki
    • 学会等名
      The 9th SPSJ International Polymer Conference (IPC2012)
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      2012-12-11 – 2012-12-14
  • [学会発表] PMMA単分子膜に可溶化したpoly(n-nonyl acrylate)孤立鎖のAFM観察2012

    • 著者名/発表者名
      渡邉良太、熊木治郎
    • 学会等名
      第61回高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2012-09-19 – 2012-09-21
  • [学会発表] イソタクチックPMMAの1分子からなる2次元折りたたみ鎖結晶の高倍AFM観察2012

    • 著者名/発表者名
      安斎貴寛、河内麻理子、河内岳大、西辻祥太郎、熊木治郎
    • 学会等名
      第61回高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2012-09-16 – 2012-09-21
  • [学会発表] PMMA/PEOブレンド単分子膜における相分離構造の制御2012

    • 著者名/発表者名
      藤田良、西辻祥太郎、熊木治郎
    • 学会等名
      第61回高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2012-09-16 – 2012-09-21
  • [学会発表] Visualization of Two-Dimensional Single Chain Conformations Solubilized in a Miscible Polymer Blend Monolayer by Atomic Force Microscopy2012

    • 著者名/発表者名
      Kouki Sugihara, Jiro Kumaki
    • 学会等名
      World Polymer Congress (MACRO2012)
    • 発表場所
      Blacksburg, Virginia, USA
    • 年月日
      2012-06-24 – 2012-06-29
  • [学会発表] イソタクチックPMMAの1分子からなる2次元折りたたみ鎖結晶の高倍AFM観察2012

    • 著者名/発表者名
      安斎貴寛、河内麻理子、河内岳大、熊木治郎
    • 学会等名
      第61回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2012-05-29 – 2012-05-31
  • [学会発表] ポリノニルアクリレート単分子膜に可溶化された立体規則性PMMA鎖のAFM観察2012

    • 著者名/発表者名
      橋本紘志、杉原孝樹、熊木治郎
    • 学会等名
      第61回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2012-05-29 – 2012-05-31
  • [学会発表] Strong Melting Point Depression of Two-Dimensional Folded Chain Crystals of Isotactic Poly(methyl methacrylate)s Observed by In-Situ High-Resolution Atomic Force Microscopy2012

    • 著者名/発表者名
      Jiro Kumaki
    • 学会等名
      IACIS2012 (International Association of Colloid and Interface Scientists)
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2012-05-13 – 2012-05-18
  • [図書] 高分子ナノテクノロジーハンドブック ~最新ポリマーABC技術を中心に~2014

    • 著者名/発表者名
      熊木治郎
    • 総ページ数
      印刷予定
    • 出版者
      ㈱エヌ・ティー・エス
  • [備考] 山形大学・大学院理工学研究科・機能高分子工学専攻・熊木治郎研究室

    • URL

      http://kumaki-lab.yz.yamagata-u.ac.jp/

  • [備考] 山形大学研究者情報

    • URL

      http://yudb.kj.yamagata-u.ac.jp/

URL: 

公開日: 2018-02-02  

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