表面力・表面ナノレオロジー同時測定装置の開発

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09554044
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 栗原 和枝 東北大学, 反応化学研究所, 教授 (50252250)
• 研究分担者: 米田 勝實 日本レーザ電子(株), 主任研究員
• キーワード: 表面力測定 / ずり力測定 / ナノレオロジー / ナノトリボロジー / 液晶

研究概要

研究成果
(1)試作現有しているずり力測定装置の共振周波数・強度から装置の特性を評価した。その際にバネ定数や装置サイズを最適化し、変位法・共振法に適した高精度ずり応力(摩擦力)装置を設計した。表面の周期的平行移動にはピエゾ素子を利用、ファンクションジェネレーターの信号をピエゾ電源に入力し駆動した。また共振強度を静電容量法により計測した。
(2)ずり応力の計測部分ならびに周辺装置を作成し、その作動を評価した。表面を垂直に支えるバネの変位を静電容量法により計測した。特にノイズに強い測定法として、共振法を採用した。入力電圧及び静電容量出力はLabviewソフトを用い、コンピューターに取り込み解析した。データ解析のための理論モデルを導いた。容量計の出力はデジタルオシロスコープでモニターする。
(3)表面力直接測定装置に組み込み、表面力・ナノずり応力同時測定装置の作動を評価した。更に、液晶試料をはさみ、距離を変えて測定する。液晶試料の配向評価を、紫外・可視分光光度計による偏光吸収スペクトル測定に基づいて行ない、ずり測定の結果と対比して考察した。

研究成果

• [文献書誌] B.W.Ninham, K.Kurihara, O.I.Vinogradova: "Hydrophobicity,Specific Ion Adsorption and Reactivity" Colloid Surface A,. 123/124. 7-12 (1997)
• [文献書誌] C.D.Dushkin, K.Kurihara: "Nanotribology of Thin Liquid-Crystal Films Studied by the Shear Force Resonance Method" Colloid Surfaces A,. 129/130. 131-139 (1997)
• [文献書誌] C.D.Dushkin, K.Kurihara: "Nanorheology of Thin Liquid Crystal Film Studied by Shear Force Resonance Method" Colloid Poly.Sci.106. 262-265 (1997)
• [文献書誌] M.Mizukami, K.Kurihara: "Direct Measurements of Interaction Forces between Amine-modified Glass Surfaces Using Atomic Forces Microscope" Colloid Poly.Sci.106. 266-269 (1997)
• [文献書誌] C.D.Dushkin, K.Kurihara: "A Resonance Shear Force Rheometer Modeled as Simple Oscillating Circuit" Rev.Sci.Inst.(in press). (1998)
• [文献書誌] 栗原和枝: "表面力測定の新しい展開" 表面科学. 18(10). 618-624 (1997)
• [文献書誌] 栗原和枝: "現代界面コロイド化学の基礎-講義と測定マニュアル7.1.3.原子間力顕微鏡(AFM)と表面力装置(SFA)" 日本化学会、丸善株式会社, 245-255 (1997)
• [文献書誌] 石黒亮、栗原和枝: "「医学生物学の原子間力顕微鏡」3.(2)A蛋白質" 西村書店、(印刷中), (1998)