2021 Fiscal Year Annual Research Report
３次元走査型AFMによる局所水和計測と疎水性相互作用の増強・抑制メカニズム解明
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20H02689
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
淺川 雅 金沢大学, ナノマテリアル研究所, 准教授 (90509605)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
生越 友樹 京都大学, 工学研究科, 教授 (00447682)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 原子間力顕微鏡 / 疎水性相互作用 / 局所水和構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は疎水性表面に存在する固定化イオンが疎水性相互作用を「増強」もしくは「抑制」する調節機構を明らかにするために、固定化イオン周辺に存在する局所水和の構造・物性変化を理解することが目的である。疎水性平面モデルとして分子設計が容易で定量的な議論が可能であると考えているアルカンチオール自己組織化膜を用いた疎水性表面の調製方法を検討してきた。これまで末端に電荷を有するアルカンチオール分子を用いて自己組織化膜の調製方法を検討し、自己組織化膜を形成する溶液の条件に応じて分子の配向・密度を制御できることを見いだしてきた。局所的な電荷配置が周囲の力分布に与える影響を３次元走査型原子間力顕微鏡（３D-AFM）で計測するとともに可視化、定量評価を実現する解析プログラムを作成した。また得られた力分布とマクロな疎水性相互作用との関連を評価・比較する手法としてナノ粒子の吸着分析に基づく定量法を検討した。さらに疎水性空間モデルとして、ピラー[n]アレーンおよびテトラポッド型分子の二次元結晶用の単分子層の調製と３D-AFM計測を実施し、ナノ空間のサイズや周囲の官能基と局所水和や相互作用分布がどのように変化するか検討した。その結果、ナノ空間サイズもしくは疎水性官能基の位置によって分子間の引力分布が大きく変化すれことを見いだした。得られた3次元力分布から疎水性相互作用の増強・抑制メカニズムを明らかにすることを目指す。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
アルカンチオール単分子膜を用いた疎水性平面モデルに加えて、疎水性空間モデルの３次元走査型AFM計測に取り組み、空間サイズもしくは官能基位置によって疎水性分子間の引力相互作用分布が大きく変化することを新たに見いだした。疎水性相互作用に関わると考えられる相互作用力分布とその変化を発見できたことなど、おおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
疎水性分子間の引力相互作用分布が空間サイズや官能基位置によって変化すること明らかになったことから、このメカニズムを理解するために異なる分子モデルを用いた相互作用力分布の計測や計算科学との連携を進めて、疎水性相互作用の増強・抑制メカニズムの解明を目指す。
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Research Products
(3 results)
