2017 Fiscal Year Annual Research Report
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16K13972
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
原野 幸治 東京大学, 総括プロジェクト機構, 特任准教授 (70451515)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 分子膜 / 電子顕微鏡 / 両親媒性分子 / 自己集合 / フラーレン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）水素結合部位を導入したフラーレン誘導体による自己集合型有機ナノシートの形成と自立膜作成
昨年度，p-アルキルフェニル基を置換基として有する五重付加型[60]フラーレンを前駆体とした界面での塩形成による自立型フラーレン分子膜の形成を見いだしたが，転写時にシート構造が崩壊してしまうなど，安定性の点で問題があった．この問題を解決するため，置換基に水素結合部位としてカルボキシ基を導入した五重付加型[60]フラーレン誘導体を合成し，フラーレン部位間のπ―π相互作用に加えてカルボキシ基の分子間水素結合を利用することで安定な有機ナノシートの形成を試みた．様々にシート形成条件を検討した結果，トルエン／ブタノール混合溶媒に溶解したフラーレン誘導体の溶液を水面にキャストし溶媒留去することでナノシートを形成できることを見いだした．この方法で得られたシートに対し，Langmuir-Schafer法による透過電子顕微鏡用のマイクログリッドを転写することで，グリッド一面に転写することができた．透過および走査電子顕微鏡観察の結果，数マイクロメートルの穴の上に均一にシートが形成し，自立性が保たれていることが確認できた．加えて，電子線回折パターンをもたないことより，アモルファスの膜であることも明らかになった．またアルキルフェニル置換体では不可能であった固体基板上への転写も容易に可能であり，原子間力顕微鏡測定から膜厚が３ナノメートルの二分子膜であることも示された．
（２）電子顕微鏡観察における支持材としての応用
上記手法でマイクログリッド上に転写した自立ナノシートは電子線照射下においても極めて高い安定性を示し，像ドリフトを起こさないことから，電子線観察における支持材として応用可能である．プラズマ処理で親水化した後も構造を保ち，シート状に散布したフェリチンの鉄クラスターを原子分解能で観察することに成功した．
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