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2013 年度 実績報告書

単分子吸着膜と鎖状分子により形成される界面不動層の赤外反射分光法による特性解析

研究課題

研究課題/領域番号 23550148
研究機関福井大学

研究代表者

久田 研次  福井大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60283165)

キーワード潤滑 / 界面不動層 / アルキル鎖間相互作用 / チェーン・マッチング効果 / 光学増幅 / 水晶振動子微量天秤 / アドミッタンス解析法 / ATR-FTIR分光法
研究概要

極性末端(カルボキシル基,アミノ基および水酸基)を有するn-アルカンを添加したヘキサデカンならびにテトラデカンの全反射赤外分光(ATR-FTIR)スペクトルにおいては,バルク相である流動相からの寄与が大きく,ターゲット因子解析により界面情報の抽出を試みたが,再現性が低く有益な情報を得ることはできず,測定系を変更することにした.
炭素数が16-20の脂肪酸あるいは1-モノアルカノイル-rac-グリセロールの単分子膜で被覆したガラス基板と清浄なガラス基板でサンドウィッチセルを作製した.このセルに4-シアノ-4’-n-ペンチル-ビフェニル(5CB)を注入し,偏光顕微鏡観察を行うと、累積膜の調製条件によって水面上単分子膜と類似のテクスチャーを観察できた.膜分子のアルキル鎖長が18以下のときには,鎖密度を5.07 chain/nm2(占有面積:0.197 nm2/chain)まで高くしても5CBの誘導配向が観察された.一方,炭素数が20のときには,先と同じ鎖密度であっても部分的に誘導配向していないことが明らかとなった.以上の結果をまとめると,吸着膜の間にバルク相のアルキル鎖が相互作用することなしに配向制御が行われている.また,この誘導配向が生じる際には,5CBの液晶温度(22.5~35 °C)において液晶相と接触するアルキル鎖の流動性(運動性)が重要であることを示した.
運動している固体と流体中を評価するために,水晶振動子微量天秤アドミッタンス解析法(QCM-A)の利用を検討した.電極上にシリカスパッタした水晶振動子を,種々のアルキルアミン(炭素数:10-18)を添加したヘキサデカンに浸漬し,アドミッタンス解析を行った.まだまだ実験誤差大きい状況ではあるものの,アルキルアミンの添加およびアルキルアミンが長鎖になるにつれてエネルギー損失量が増大する傾向を観測した.

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Dynamical Excimer Formation in Rigid Carbazolophane via Charge Transfer State2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Tamai, H. Ohkita, J. Shimada, H. Benten, S. Ito, S. Yamanaka, K. Hisada, K. Tani, K. Kubono, T. Shinmyozu
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A

      巻: 117(33) ページ: 7776-7785

    • DOI

      10.1021/jp402126a

  • [雑誌論文] Five-state Molecular Switching of a [3]Rotaxane in Response to Weak and Strong Acid and Base Stimuli2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Tokunaga, S. Ikezaki, M. Kimura, K. Hisada, T. Kawasaki
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 49(100) ページ: 11749-11751

    • DOI

      10.1039/c3cc47343k

  • [雑誌論文] Two-step radical grafting onto polypropylene fiber initiated by active species prepared through the irradiation of electron beam2013

    • 著者名/発表者名
      K. Hisada, M. Matsuoka, I. Tabata, K. Hirogaki, T. Hori
    • 雑誌名

      J. Photopolym. Sci. Tech.

      巻: 26 ページ: 277-282

    • DOI

      10.2494/photopolymer.26.277

    • 査読あり
  • [学会発表] カチオン性高分子電解質とアニオン性界面活性剤が形成する界面不動層の潤滑特性2014

    • 著者名/発表者名
      平野義明, 後藤真輝, 久田研次
    • 学会等名
      平成26年度繊維学会年次大会
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 年月日
      20140611-20140613
  • [学会発表] カチオン性高分子電解質とアニオン性界面活性剤が形成する界面不動層の潤滑特性 V ― 吸着層の耐摩耗性に及ぼす多分岐度効果 ―2014

    • 著者名/発表者名
      後藤真輝, 平野義明, 久田研次
    • 学会等名
      第63回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      20140528-20140530
  • [学会発表] カチオン性高分子電解質とアニオン性界面活性剤が形成する 界面不動層の潤滑特性2013

    • 著者名/発表者名
      久田研次, 山本泰士, 山下智弘, 平野義明
    • 学会等名
      第23回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜市
    • 年月日
      20131209-20131211
  • [学会発表] ポリエチレンイミンとヘキサデシル硫酸ナトリウムが形成するポリイオンコンプレックス膜の潤滑特性 ― 高分子電解質の分子量効果 ―2013

    • 著者名/発表者名
      後藤真輝, L. Kaouache, 山本泰士, 平野義明, 久田研次
    • 学会等名
      2013年支部合同新潟地方大会(第62回高分子学会北陸支部研究発表会)
    • 発表場所
      長岡技術科学大学
    • 年月日
      20131116-20131117
  • [学会発表] カチオン性高分子電解質とアニオン性界面活性剤が形成する界面不動層の潤滑特性 IV - 高分子電解質の分子量効果 -2013

    • 著者名/発表者名
      後藤真輝, Kauache Lejla Benedikte, 山本泰士, 平野義明, 久田研次
    • 学会等名
      第62回高分子討論会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス
    • 年月日
      20130911-20130913
  • [学会発表] カチオン性高分子電解質とアニオン性界面活性剤が形成する界面不動層の潤滑特性 (3) - 界面活性剤および高分子電解質の効果 -2013

    • 著者名/発表者名
      カワシュ レイラ, 後藤真輝, 平野義明, 久田研次
    • 学会等名
      第62回高分子討論会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス
    • 年月日
      20130911-20130913
  • [学会発表] カチオン性高分子電解質とアニオン性界面活性剤が形成する界面不動層の潤滑特性 II ― 界面活性剤の分岐構造の影響―2013

    • 著者名/発表者名
      久田研次, 後藤真樹, Lejla Benedikte
    • 学会等名
      第62回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 年月日
      20130529-20130531
  • [学会発表] 水晶振動子微量天秤を用いた界面不動層形成過程の解析2013

    • 著者名/発表者名
      久田研次, 岸本洋平, 寺井基洋, 宮城宏臣
    • 学会等名
      第62回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 年月日
      20130529-20130531
  • [学会発表] 脂肪酸単分子膜とネマチック液晶のアルキル鎖間相互作用に基づく誘導配向2013

    • 著者名/発表者名
      寺井基洋,久田研次
    • 学会等名
      平成25年度北陸地区高分子若手研究会
    • 発表場所
      長岡市
    • 年月日
      2013-11-15

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公開日: 2015-05-28  

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