2012 Fiscal Year Annual Research Report
AFMによる高分子2次元膜中の分子鎖回転半径の直接観察
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24350113
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
熊木 治郎 山形大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (00500290)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 高分子構造・物性 / 超薄膜 / 表面・界面物性 / 走査プローブ顕微鏡 |
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| Research Abstract |
高分子単分子膜は、高性能薄膜として広く研究されているが、膜中で分子鎖がどのようなコンフォメーションを取っているかという高分子単分子膜の最も基本的な点が現在でも必ずしも明確ではない。本研究では、各種相溶性ブレンド単分子膜を用いて、単分子膜中での高分子鎖の挙動を系統的に評価し、2次元膜中での高分子鎖の構造、およびその支配因子を明確化することを目的に研究を行っている。平成24年度は、以下の結果を得た。
(1)ポリメチルメタクリレート(PMMA)/ポリノニルアクリレート(PNA)系は、低ガラス転移温度(Tg)のPNA単分子膜に可溶化した高TgのPMMA孤立鎖を凸状に観察可能であることを見出しているが、その逆組成であるPMMA単分子膜に少量のPNAを添加した系を原子力顕微鏡(AFM)観察し、PMMA単分子膜中にPNA鎖が凹状に観察できることを見出した。サブnm程度の幅しかないPNA分子が凹状に観察できることは、通常のAFMの観察機構では容易に理解できない。孤立鎖が可視化されるメカニズムについて、今後明らかにしたいと考える。
(2)PMMAが、ポリメチルアクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリブチルアクリレート(PBA)、ポリオクチルアクリレートといずれも相溶した単分子膜を形成し、PM漁少量添加系で、いずれの場合もPMMAよりTgの低い各種ポリアクリレートに可溶化したPMMA孤立鎖をAFM観察可能であった。可溶化したPMMA(数平均分子量21万)の回転半径は、26～28nmと誤差範囲で一定であり、マトリックスの種類に依存しないことが明らかとなった。
(3)PMMA/PBA系を用いて、PMMA少量添加系でPMMA分子鎖の広がりを系統的に検討を行ったところ、通常の分子量では相溶系であるが、分子量がそれぞれ100万を超える高分子量体領域では、分子鎖が凝集し、相分離を示すことがわかった。これらの相転移挙動から2次元状態の相溶性が3次元状態とどのように異なるか、解析を進めたいと考える。
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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
PMMAが各種ポリアクリレートと可溶性の単分子膜を形成し、各種ポリアクリレート単分子膜中での分子鎖の広がりを評価できたこと、PMMA/PNA系でPNA少量添加でPMMAに可溶化したPMMA鎖の広がりを定量的に評価できたこと、いずれも2次元膜中での分子鎖の状態を知るために有用な新知見であり、順調に研究が進展しているものと考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通り、構造の大きく異なるブレンド系に広げて検討を進める予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
当初の計画通り、検討を進める予定であり、大きな変更は予定していない。
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Research Products
(9 results)
