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2011 年度 実施状況報告書

二次元ナノパターン精密制御法開発及びナノ機能材料創製

研究課題

研究課題/領域番号 23550163
研究機関東京理科大学

研究代表者

松本 睦良  東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (00358053)

研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2014-03-31
キーワードLB膜 / 相分離 / ナノパターン / 線張力 / 双極子-双極子相互作用 / ポリマーブラシ
研究概要

本年度は、「二次元ナノパターン精密制御手法の開発」及び「鋳型上でのポリマーブラシ作製」を行った。前者においては、まず、転写圧、温度の制御による線張力と双極子-双極子相互作用の精密制御を行った。相分離混合ラングミュア膜及びラングミュア-ブロジェット(LB)膜中に形成するドメインのサイズと形状は、線張力と双極子-双極子相互作用の兼ね合いで決定される。線張力が優勢の場合はマイクロメートルスケールの円盤ドメインが形成する。一方、双極子-双極子相互作用の寄与が大きくなると、細長いand/or小さいドメイン形成が優勢となる。このことを利用して相分離構造を制御することが可能である。表面圧の増加とともに、長鎖脂肪酸、両親媒性シランカップリング剤の相分離混合LB膜中に形成するドメインが、マイクロメートルスケールの円盤ドメインから、ナノメートルスケールのワイヤー構造に変化した。分子配向秩序の向上により、双極子-双極子相互作用が優勢になったためと考えられる。また、LB膜作製の際の下相水の温度の上昇とともに、分子配向秩序が低下し、線張力の寄与が大きくなることがわかった。長鎖脂肪酸とハイブリッドカルボン酸の混合LB膜の相分離構造はドメイン境界に働く線張力の調整によっても制御可能である。そこで、長鎖脂肪酸を2種類混合して、ハイブリッドカルボン酸との混合LB膜を作製することによる線張力の制御を行ったところ、相分離構造の制御が可能であることが明らかになった。また後者の「鋳型上でのポリマーブラシ作製」において、まず、マイクロメートルスケールの円盤状ドメインのパターンを有する鋳型を作製し、その鋳型に自己組織化を用いて重合開始基を固定した。その重合開始基から、原子移動ラジカル重合により、PMMA及びPStのパターン化したポリマーブラシの作製を行い、原子間力顕微鏡を用いてその構造を明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成23年度の研究計画通り、研究は順調に進捗しているため。

今後の研究の推進方策

平成23年度に得られた研究成果を基に、平成24年度以降はさらに研究を発展させる。具体的には、(i) 二次元ナノパターンを有する鋳型構造の精密制御、(ii) 複合化した鋳型作製、(iii) ナノ機能材料創製を行う予定である。

次年度の研究費の使用計画

次年度に本年度の未使用予算額4,369円を使用する予定である。これは他の予算との合算使用ができなかったために残ったものである。次年度はこの額と次年度の支払い請求額の内、直接経費100万円を併せて、物品費の消耗品として使用予定である。消耗品の内容は、試薬、ガラス器具、カンチレバーなどである。なお次年度に繰り越す予算額が多くないため、研究計画に変更はない。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] One-touch Nanofabrication of...2012

    • 著者名/発表者名
      T. Mori et al,. M. Matsumoto et al.
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 41 ページ: 170-172

    • DOI

      10.1246/cl.2012.170

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication and Pore Size Control of...2011

    • 著者名/発表者名
      H. Shibata et al., M. Matsumoto
    • 雑誌名

      Silicon

      巻: 3 ページ: 139-143

    • DOI

      10.1007/s12633-011-9094-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oleic Acid - Based Gemini Surfactants...2011

    • 著者名/発表者名
      K. Sakai et al., M. Matsumoto et al.
    • 雑誌名

      J. Oleo Sci.

      巻: 60 ページ: 411-417

    • DOI

      10.5650/jos.60.411

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Subphase Temperature on...2011

    • 著者名/発表者名
      S. Watanabe et al., M. Matsumoto
    • 雑誌名

      J. Colloid Interface Sci.

      巻: 363 ページ: 379-385

    • DOI

      10.1016/j.jcis.2011.07.069

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thickness Dependence of the Ambipolar...2011

    • 著者名/発表者名
      J. C. Ribierre, S. Watanabe, M. Matsumoto et al.
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 115 ページ: 20703-20709

    • DOI

      10.1021/jp206129g

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calcination- and Etching-Free Photolithography...2011

    • 著者名/発表者名
      S. Watanabe et al., M. Matsumoto
    • 雑誌名

      Adv. Funct. Mater.

      巻: 21 ページ: 4264-4269

    • DOI

      10.1002/adfm.201100718

    • 査読あり
  • [学会発表] パターン化したポリマーブラシの作製と構造2011

    • 著者名/発表者名
      奥田亮、佐伯真理、渡邉智、松本睦良
    • 学会等名
      第63回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      京都大学(京都府)
    • 年月日
      2011年9月9日
  • [学会発表] SP1822のLB膜の光反応及び形態変化の製膜温度依存性2011

    • 著者名/発表者名
      江崎卓、渡邉智、松本睦良
    • 学会等名
      第63回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      京都大学(京都府)
    • 年月日
      2011年9月9日
  • [学会発表] 長鎖脂肪酸と水溶性界面活性剤のLangmuir-Gibbs膜の構造2011

    • 著者名/発表者名
      岡賢一郎、柴田裕史、渡邉智、松本睦良
    • 学会等名
      第63回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      京都大学(京都府)
    • 年月日
      2011年9月9日
  • [学会発表] Phase-Separated Structures of Mixed LB Films of...2011

    • 著者名/発表者名
      R. Okuda, S. Watanabe, M. Matsumoto
    • 学会等名
      UK Colloids 2011
    • 発表場所
      ロンドン(英国)
    • 年月日
      2011年7月4日
  • [学会発表] 相分離LB膜の2次元パターンから成長したポリマーブラシの作製と構造2011

    • 著者名/発表者名
      奥田亮、佐伯真理、渡邉智、松本睦良
    • 学会等名
      第21回日本MRS学術シンポジウム
    • 発表場所
      横浜開港記念会館(神奈川県)
    • 年月日
      2011年12月19日
  • [学会発表] pentanol添加の影響によるSi基板上に形成するCTAB分子集合体の構造2011

    • 著者名/発表者名
      川上弘起、渡邉智、松本睦良
    • 学会等名
      第21回日本MRS学術シンポジウム
    • 発表場所
      横浜開港記念会館(神奈川県)
    • 年月日
      2011年12月19日
  • [学会発表] 脂肪酸、ハイブリッドカルボン酸、シランカップリング剤を含む混合LB膜の相分離構造2011

    • 著者名/発表者名
      長島豊、渡邉智、松本睦良
    • 学会等名
      第21回日本MRS学術シンポジウム
    • 発表場所
      横浜開港記念会館(神奈川県)
    • 年月日
      2011年12月19日
  • [学会発表] 脂肪酸と水溶性界面活性剤のLangmuir-Gibbs膜の構造2011

    • 著者名/発表者名
      岡賢一郎、柴田裕史、渡邉智、松本睦良
    • 学会等名
      第21回日本MRS学術シンポジウム
    • 発表場所
      横浜開港記念会館(神奈川県)
    • 年月日
      2011年12月19日

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公開日: 2013-07-10  

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