ポリシロキサン超薄膜のナノトライボロジー

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10650890
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 高原 淳 九州大学, 工学部, 助教授 (20163305)
• キーワード: 有機シラン単分子膜 / 摩擦力 / 摩擦力顕微鏡 / 原子間力顕微鏡 / 表面構造 / Langmuir法 / 表面分子運動 / FT ATR-IR

研究概要

1) 単分子膜形成能を有する有機クロロシラン化合物の合成
疎水性の長鎖フルオロアルキルあるいはアルキル基を有する有機トリクロロシラン化合物及びアルキル末端に化学修飾のために反応性の官能基を導入した単分子膜形成能を有する新規有機シラン化合物を水面上に展開し縮合重合することにより水面上にポリシロキサン単分子膜を調製した。水面上での単分子膜の凝集構造を外部反射赤外分光法で直接評価し、長鎖アルキル基を有する有機シラン化合物は水面上で単分子膜を形成し、結晶化することを見いだした。ビニル基を疎水基末端に有する有機シラン化合物を酸化することにより分子鎖末端にカルボキシル基を導入した。水酸基の導入をX線光電子分光(XPS)測定に基づき確認した。また単分子膜の凝集状態を電子線回折測定に基づき評価し、長鎖アルキル基の場合、アルキル基が結晶化することを見いだした。
2) ポリシロキサン表面のナノトライボロジー
種々のアルキルポリシロキサンおよびフルオロアルキルシロキサン単分子膜について分子レベルでの摩擦挙動を摩擦力顕微鏡(FFM)を用いて評価した。アルキル鎖長の増大とともに摩擦力の増加が観測された。フルオロアルキルシラン単分子膜はまた同じ鎖長のアルキルシラン単分子膜に比べて高い摩擦力を示した。末端の二重結合の酸化は、空気中での摩擦力の著しい増大をもたらした。

研究成果

• [文献書誌] S.-R.Ge,K.Kojio,A.Takahara,T.Kajiyama: "Bovine Serum Albumin Adsorption onto Immobilized Organotrichlorosilane Surface:Influence of the Phase Separation on Protein Adsorption Patterns" J.Biomater.Sci..Polym.Ed.9. 131-150 (1998)
• [文献書誌] K.Kojio,S.-R.Ge,A.Takahara,T.Kajiyama: "Molecular Aggregation State of n-Octadecyltrichlorosilane Monolayer Prepared at an Air/Water Interface" Langmuir. 14. 971-974 (1998)
• [文献書誌] A.Takahara,K.Kojio,S.-R.Ge,T.Kajiyama: "Scanning Force Microscopy of Surface Structure and Surface Mechanical Properties of Organotrichlorosilane Monolayers Prepared by Langmuir Method" ACS Symposium Series. 204-222 (1998)
• [文献書誌] 小椎尾 謙、戈 守仁、高原 淳、梶山千里: "高分子化有機シラン単分子膜と生体成分の相互作用" 高分子論文集. 55. 344-352 (1998)
• [文献書誌] K.Kojio,A.Takahara,T.Kajiyama: "X-ray Specular Reflection Study of Organotrichlorosilane Monolayer Prepared by Langmuir Method" Report on Progress in Polymer Physics in Japan. 41 in press. (1999)
• [文献書誌] K.Kojio,A.Takahara,T.Kajiyama: "Aggregation Structure and Surface Properties of 18-Nonadecenyltrichlorosilane Monolayer and Multilayer Films Prepared by Langmuir Method" ACS Symposium Series. in press. (1999)