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液体による表面の「wetting」や「dewetting」に関する研究に大きな関心が寄せられている。最近、本申請者は「dewetting」による高い規則性を持つメゾスコピックサイズのドットの作製を成功した。すでに本申請者、液晶性アゾベンゼンポリマーを用いたドットパターンを作製した。ドット中の液晶性がドットサイズに大きく依存するメゾスコピックサイズ効果を見出した。
そこで本研究では、ラメラー構造を持つ液晶高分子におけるメゾスコピック効果を検討することとした。
研究結果:液晶性ポリアセチレンのキャストフィルムをアニーリングすることで、直径数百nm数百μm、高さ数十nm数μmのドットパターンが形成されることを我々は見出した。さらに、その冷却過程でドットの表面上に直径数μm、深さ数nmのくぼみがヘキサゴナルに配列した、ディンプル構造が形成された。ディンプル構造の一般性とそのメカニズム明らかにするため、次の三点検討した。
(1)エステル交換反応により液晶性ポリエステルを合成した。そのキャストフィルムを等方相までアニーリングし、冷却過程を光学顕微鏡でその場で観察した。ディンプル形成は出来た。
(2)ガラス、疎水化ガラス、親水化ガラス、マイカ、グラファイト、シリコンの各基板上にポリアセチレンのキャストフィルムを作製し、アニーリングした後、液晶相まで2℃/minで冷却した。ディンプル形成は出来た。その後、このサンプルを再び加熱する過程を光学顕微鏡観察した。
(3)ポリアセチレンの場合と同様にドットパターンが形成され、スメクチック相を示す温度でディンプル構造が観察された。AFM(原子間力顕微鏡)による観察から、どの基板上にもディンプル構造が形成され、ディンプルの直径と、ドットの高さが1:1であることがわかった。加熱時にも、スメクチック相においてディンプル構造が形成された。以上の結果から、ディンプル構造の一般性とその形成メカニズムについて報告する予定である。
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