水晶発振子をモニターとするLB膜累積評価装置の開発

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05555251
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 岡畑 恵雄 東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (80038017)
• 研究分担者: 米森 和之 相互薬工(株), 新規事業部, 研究開発員 ; 青山 拓 セイコーエプソン(株), 研究開発本部, 研究員 ; 辻井 薫 花王(株), 基礎科学研究所, 所長(研究員) ; 江原 靖人 東京工業大学, 生命理工学部, 助手 (40251657) ; 佐藤 智典 東京工業大学, 生命理工学部, 助教授 (00162454)
• キーワード: 水晶発振子 / Langmuir-Blodgett膜 / 累積比

研究概要

本研究の目的は、Langmuir-Blodgett(LB)膜累積時に、水晶発振子を基板に用いることにより、LB膜の累積条件やLB膜の安定性をin situで正確に評価できる装置を開発することにある。
本年度は、以下の内容の研究を行い、次のような成果を得た。
1)9MHz,ATカット,直径8mmの水晶発振子を基板に用い、ステアリン酸カドミウム、リン脂質、たんぱく分子、シアニン色素分子等の様々な水面単分子膜を1-50層累積した。累積時の重量増加をパーソナルコンピュータに直結した周波数カウンターから読み取り、累積直後の重量変化と乾燥時の重量から、真のLB膜累積量、取り込まれた水分量、その蒸発速度などを求めた。その結果、水晶発振子を累積基板に用いることにより、LB膜の累積量をngオーダーで正確に定量できることがわかった。また、空気中での振動数の経時変化から、累積されたLB膜からの水の蒸発速度が求められることも明らかとなった。
2)累積速度、単分子膜の表面圧、累積層数、基板の疎水性、等を系統的に変化させたときの累積比、取り込まれた水の蒸発速度から、よく配向されたLB膜を累積する条件を予測することができるようになった。
3)本装置は、LB膜累積時の情報が正確に求められるので、LB膜を利用する有機材料や電子材料分野で多くの利用が期待できる。

研究成果

• [文献書誌] Y.Okahata,K.Ariga: "Evaluation of a Horizontal Lifting Method of Langmuir-Blodgett Films using a Quartz-Crystal Microbalance" Thin Solid Films. 210/211. 702-706 (1992)
• [文献書誌] Y.Okahata and Y.Ebara: "Observation of Phospholipase A_2 Activity towards the Hydrolysis of Phospholipid Langmuir-Blodgett Films deposited on a Quartz-crystal Microbalance" J.Chem.Soc.,Chem.Commun.116-117 (1992)
• [文献書誌] Y.Ebara and Y.Okahata: "In Situ Surface-detection Technique by using a Quartz-Crystal Microbalance.Interaction Behaviors of Proteins onto a Phospholipid Monolayer at the Air-Water Interface" Langmuir. 9. 574-576 (1993)
• [文献書誌] N.J.Geddes,Y.Okahata: "Growth of CdS particles in cadmium arachidate films:monitoring by surface plasmon resonance,UV/vis absorbance spectroscopy and quartz crystal microgravimetry" J.Phys.Chem.97. 13767-13772 (1993)
• [文献書誌] D.N.Furlong,Y.Okahata: "Cadmium Suphide Q-State Particles in Langmuir-Blodgett Films:Film Thermal Stability" J.Chem.Soc.,Fraday Trans.89. 2031-2035 (1993)
• [文献書誌] Y.Okahata,K.Ariga: "New Functional Materials,volume C,Synthetic Process and Control of Functionality Materials" Elsevior Science Publishers B.V., 1500 (1993)