表面力・表面ナノレオロジー同時測定装置の開発

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09554044
• 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 日本レーザ電子株式会社, 主任研究員 ; 水上 雅史 東北大学, 反応化学研究所, 講師(研究機関研究員) ; TAMAS Haraszti 東北大学, 反応化学研究所, 助手 (40312681)
• 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

本研究は、表面力直接測定の発展の上に立って、媒質をはさむ2つの巨視的な表面(有効直径10mm、実際の測定にかかわる直径〜30μm)の間隔を分子オーダー(分解能〜0.1nm)の精度で接触からサブミクロンまで自由に変え、表面力を同時測定しながら、表面間のレオロジー特性を高精度で様々な条件下で測定するための装置の開発を目的とする。表面と平行な応力を測る共振ずり力測定装置と、それに伴う配向の同時評価を行った。
(1)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する。更に,液晶試料をはさみ,距離を変えて測定し,液晶の構造化挙動を明らかにした。データの解析より液晶の粘性の距離依存症ならびに液晶分子の基板へのアンカリング強度を得た。
(2)表面修飾により配向の異なる試料について測定を行い、(1)と同様な特性について違いを議論した。その時の薄膜特性を干渉縞から評価した。干渉縞をビデオ録画し、画像改善装置により画質を改善しながら行う。
(3)干渉縞から挟んだ液晶の吸収スペクトルを得て、配向を同時評価するシステムを設計する。

研究成果

• [文献書誌] R.Ishiguro,D.Y.Sasaki,C.Pacheco,K.Kurihara: "Interaction Forces between Metal-Chelating Lipid Monolayers Measured by Colloidal Probe Atomic Force Microscopy"Colloids & Surfaces A. 146. 329-335 (1999)
• [文献書誌] S.Hayashi,K.Kurihara: "Interactions between Poly(L-lysine) Brush Layers Studied by Surface Forces Measurement"Proceeding of Yamada Conference L Polyelectrolytes. 443-446 (1999)
• [文献書誌] T.Abe,N.Higashi,M.Niwa,K.Kurihara: "Density-Dependent Jump in Compressibility of Polyelectrolyte Brush Layers Revealed by Surface Forces Measurement"Langmuir. 15. 7725-7731 (1999)
• [文献書誌] M.Mizukami and K.Kurihara: "Long Range Attraction between Glass Surfaces in Cyclohexane-Ethanol Binary Liquids"Chemistry Letters. 1005-1006 (1999)
• [文献書誌] M.Mizukami and K.Kurihara: "Ethanol Cluster Formation on Silicon Oxide Surface in Cyclohexane-Ethanol Binary Liquids"Chemistry Letters. 256-257 (2000)
• [文献書誌] T.Abe,S.Hayashi,N.Higashi,M.Niwa and K.Kurihara: "Charge Regulation in Polyelectrolyte Brushes Studied by FTIR Spectroscopy"Colloids & Surfaces A. (in press). (2000)
• [文献書誌] 水上雅史、栗原和枝: "人工粘土:「水溶液中の微粒子の物理化学」"人工粘土研究会(株)ティー・アイ・シィー. 245 (1999)
• [文献書誌] K.Kurihra: "Polymer Yearbook Vol.17: Supramolecular Systems"Harwood Academic Publishers, Chur (Switzerland) Richard A, Pethrick ed (in press). (2000)