EMSシステムを用いた液体表・界面の2次元粘弾性スペクトロスコピ－法の開発

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 15K04722
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用物理学一般
• 研究機関: 東京電機大学
• 研究代表者: 細田 真妃子 東京電機大学, 理工学部, 准教授 (40366406)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 粘性 / 2次元粘弾性

研究成果の概要

本研究は、独自に開発した電磁駆動回転式（Electro-Magnetically Spinning、 以下 EMS）粘弾性計測システムを、液体の表面が有する 2 次元の粘弾性（表面粘弾性）を検出する手法として応用展開し、液体表面の分子単層膜の凝集状態をモニタリングする手法として確立することを目的とした。さらにこれを用いて、分子積層膜（LB 膜）の材料となる不溶性単分子膜の評価手法を確立するとともに、これまでほとんど有効な研究手段がなかった水溶液表面に形成される可溶性表面単分子膜の力学物性計測を可能にするべく検証を行った。

自由記述の分野

機能性レオロジー

研究成果の学術的意義や社会的意義

表面粘弾性計測の重要性は認識されてはいたが、分子単層膜の持つ粘弾性の寄与は非常に小さく、基板であるバルクの水の力学物性に埋もれてしまうことが測定を困難にしていた。本手法では遠隔でプローブにトルクを印加して実現される回転速度を計測するため、プローブの小型化が原理的に可能となり困難を克服した。今回の成果は、従来からの2 次元物質の物性物理を研究する上での重要な情報を提供するのみならず、近年特に産業応用上の大きな発展が見込まれるインクジェットやマイクロ流路などのミクロな液体デバイスの設計・製作においてもきわめて有意義な知識を提供することとなった。