高分子融液の基板への展開挙動の分子鎖レベルAFM観察

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18H02025
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分35020:高分子材料関連
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 熊木 治郎 山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 教授 (00500290)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 展開挙動 / 高分子ブレンド融液 / 原子間力顕微鏡 / 高分子孤立鎖 / プレカーサーフィルム

研究成果の概要

高分子融液が基板上に展開する挙動は、今日でも不明な点が多い。もし展開挙動を原子間力顕微鏡（AFM)を用いて分子鎖レベルで直接観察することができれば、高分子表面現象の理解が大きく進むと考えらる。本研究では、イソタクチックポリメタクリル酸メチル(it-PMMA)/オリゴ(MMA)ブレンドの液滴がマイカ上に展開する際にその先端に生じるプレカーサーフィルムをAFMを用いて実時間、その場観察し、プレカーサーフィルム中を流れるit-PMMA分子の流動挙動を観察することに成功した。液滴およびその中を流れるit-PMMA分子の流動挙動は、湿度の影響を大きく受け、その依存性についても明らかにした。

自由記述の分野

高分子物性、原子間力顕微鏡、高分子超薄膜

研究成果の学術的意義や社会的意義

高分子のぬれ、摩擦、接着等の表面現象の解明は実用的にも極めて重要であるが、表面、界面は極めて限られた領域であるため、これらの現象を分子レベルでとらえるのは極めて困難であり、現在でも不明な点が多い。本研究では、高分子の融液が基板上に展開する様子を、原子間力顕微鏡を用いて、初めて高分子の分子鎖１本のレベルで観察することに成功した。直接観察することにより、高分子鎖が基板にトラップされたり、基板面で速度を変化させながら流動する場合があることがわかった。高分子の表面現象を理解するために、重要な観察手法を確立できたものと考えられる。