高品質複合LB膜を全自動的に累積する実用装置の開発研究

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02555167
• 研究機関: 宇都宮大学
• 研究代表者: 加藤 貞二 宇都宮大学, 工学部, 助教授 (60008068)
• 研究分担者: 米田 勝実 日本レーザ電子KK, 主任研究員
• キーワード: 複合LB膜 / 全自動累積装置 / パソコン制御 / ペルチエ素子 / 高品質LB膜 / 等圧熱処理 / 単分子膜

研究概要

LB膜は水面上の不溶性単分子膜を固体基板上に移行させて累積、作成される有機超薄膜であり、その中では膜分子は規則正しく配向、配列していると考えられてきた。しかし、詳しく調べてみると、LB膜中の分子には多くの乱れがあり、LB膜には多くの分子的欠陥があることが最近判ってきた。それが、LB膜が期待されているほどには実用に結びつかない大きな原因であった。この科学研究費補助金で開発してきた「高品質複合LB膜を全自動的に累積できる実用装置」は、2台のマイクロコンピュ-タ(マイコン)を制御に用い、1台のマイコンは2種類の膜物質の表面圧を精密制御し、もう1台のマイコンが水面温度を自在に制御するとともに、全自動累積時の基板の複雑な動きを制御する。研究の進行は計画より遅れ1年目に装置開発の終了にまでは至らなかったが、本年度は実用装置を完成することができ、これを用いて多くの研究成果をあげ、報告することができた。(裏面、研究成果参照)。特に上記、単分子膜中の欠陥を減少させ、高品質なLB膜を累積することにつながる、不溶性単分子膜のA-T等圧線測定に関してもいくつかの論文を提出できた。装置の制御プログラムはブロック化され、膨大な制御プログラム全体の構成を分かりやすく、見通しを良くするとともに、誰でもこの装置を使えるように、メニュ-方式とし、好きな使い方ができるものとした。さらに本年度は、水面上の単分子膜を直接観察することのできる、ブリュ-スタ-角干渉顕微鏡(これは研究費申請時には計画に入っていなかったが、昨年夏前にフランスで論文が発表され、急遽計画の変更を届けて部品集めにとりかかったもの)を一応完成させた。水面上の単分子膜を直接観察することは従来非常に困難であったが、この装置によりそれが可能になり、特に相転移を起こしつつある2相共存領域の単分子膜の観察に、今後威力を発揮しよう。また今回開発した自在に温度制御できるLangmuir水槽と、この顕微鏡の組み合わせは、単分子膜、LB膜の直接観察、品質評価に非常に役立つものになり、したがってLB膜の高品質化に特に有効なものとなるであろう。

研究成果

• [文献書誌] 加藤 貞二: "LB膜作成装置とLB膜の構造" 油化学. Vol.39. 141-147 (1990)
• [文献書誌] T.Kato: "The Time of Observation of Measurements of π-A Isotherms II. A Possibility That So-Called Solid Films may Correspond to the First-Order Phase Transition reasions." Langmuir. Vol.7. 2208-2212 (1991)
• [文献書誌] 加藤 貞二: "自在に温度制御できるLangmuir水槽の開発と、ミリスチン酸単分子膜のA-T等圧線測定" 日本化学会誌. 1991. 1027-1029 (1991)
• [文献書誌] T.Kato: "Direct Evidence of the Enthalpy Release Being Accompanied by the First-Order Phase transitions of Monolayers by Compression." Chemical Physics Letters. Vol.184. 455-460 (1991)
• [文献書誌] T.Kato: "The Time of Observation of π-A Isotherms II. Studies on the Morphology of Arachidic Acid Monolayers, Observed by TEM of Replica Samples of One-Layer LB Films." Thin Solid Films. Vol.207. (1992)
• [文献書誌] 加藤 貞二: "長鎖脂肪酸単分子膜のA-T等圧線測定と一次相転移" 日本化学会誌. 1992. (1992)
• [文献書誌] 福田 清成: "超薄分子膜の科学" 講談社サイエンティフィク, 260 (1992)