2001 Fiscal Year Annual Research Report
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13022204
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Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
栗原 和枝 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (50252250)
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| Keywords | ナノずり共振測定 / 固-液界面 / 液晶 / アルコールクラスター / 微細空間 |
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| Research Abstract |
本研究は、表面力測定を基盤として、ナノ共振ずり応力測定法ならびにFECO(等色次数干渉縞)分光法を開発すると共に、界面の構造・特性が伝達し表面からバルク(マクロ相)にわたり構造化する液体(液晶)分子のシンクロナイゼーション機構を解明し、その設計ならびに制御法の開発を行うことを目的とする。本年度は以下の項目を中心に検討を行った。
(1)液晶のナノ薄膜の配向の距離依存性の測定と温度依存性評価
申請者らが開発したナノ共振ずり応力測定装置に温度制御機構を組み込み、液晶相(24,26℃)および等方相(28,33,40℃)における構造化挙動を調べた。液晶相において雲母表面間の6CB(表面に平行に配向)は、表面間距離12nm以下で著しい粘度上昇を示し、5.7nmで固体的な状態となり、3.9nm(8分子層)内の6CBは非常に強く固定化され表面間から排出されないことが分かった。一方、等方相において6CBは液晶相より低い粘度を示したが、5.3nm以下では急激な粘度上昇を示し、液晶相と同様に3.5nm(7〜8分子層)内の6CBの排出は見られなかった。これらの結果は分子サイズの数倍の厚さでは、等方相においても液晶相と同程度の構造化が起こることを示しており、微細空間における構造化を理解する上で重要な知見である。6CBが表面に対して垂直に配向するDODA(界面活性剤)修飾表面間においても同様の測定を行い、構造化の距離依存性の知見を得ている。
(2)固-液界面に形成される水素結合マクロクラスター-温度依存性-
本年は申請者らが見いだした水素結合による固-液界面マクロクラスターの温度依存性の検討を行い、エタノールおよびプロピオン酸マクロクラスターの厚さは温度上昇に伴い減少することが分かった。これは、マクロクラスターの厚さを温度により制御可能であることを示している。
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[Publications] T.Haraszti, K.Kusakabe, K.Kurihara: "Thickness Dependence of Absorption of Molecular Thin Films, Studied Using FECO Spectroscopy"Studies in Surface Science and Catalysis. 132. 881-884 (2001)
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[Publications] K.Kurihara, M.Mizukami, S.Nakasone, T.Miyahara: "Preparation of Polymer Nano-Films by In-situ Polymerization of Hydrogen Bonded Clusters on Silica Surfaces"Trans MRS-J. 26. 913-916 (2001)
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[Publications] K.Mori, K.Kusakabe, T.Haraszti, K.Kurihara: "Structuring of Confined Liquid Crystal Films Studied by Shear Resonance Measurement"Trans MRS-J. 26. 909-912 (2001)
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[Publications] K.Kurihara, M.Mizukami: "Hydrogen-bonded Surface Macroclusters of Carboxylic Acid on Silica in Cyclohexane"Proc. Japan. Acad.. 77B. 115-120 (2001)
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[Publications] K.Kurihara, M.Mizukami: "Alcohol Cluster Formation on Silica Surfaces in Cyclohexane"Progr. Colloid Polym. Sci.. 117. 13-17 (2001)
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[Publications] K.Kurihara: "Nanostructuring of Liquids at the Solid-Liquid Interfaces"Progr. Colloid Polym. Sci.. (in press).
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[Publications] S.Hayashi, T.Abe, N.Higashi, M.Niwa, K.Kurihara: "Polyelectrolyte Brush Layers Studied by Surface Forces Measurement : Dependence on pH and Salt Concentrations, and Scaling"Langmuir. (in press).
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[Publications] K.Kurihara: "Nano-Surface Chemistry"Marcel Dekker. 678(1-16) (2001)
