二次元自己組織化構造の新規制御法とインターラインケミストリーの創生

二维自组装结构的新控制方法和行间化学的创建

基本信息

批准号：
15750112
负责人：
飯村兼一
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Utsunomiya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

長鎖脂肪酸(Cn)と全フッ素化ポリエーテル酸(PFPE)の混合単分子膜においては、PFPEの膨張相の中にCnの凝縮相ドメインが分散した相分離構造が形成される。この構造は、線状から不定形、円形へとCnの鎖長と水面温度に依存して系統的に変化する。一分子中に炭化水素鎖とフッ化炭素鎖を有するライナクタントを合成し、展開溶液に添加して単分子膜を作製すると、わずか数%混合するだけで線状構造を形成する条件でも円形ドメインが形成されることがわかった。また、ドメインサイズはライナクタントの添加量とともに減少する傾向にあった。ライナクタントは水面上で、PFPEとは相溶するがCnとは非相溶であったことから、ライナクタントがCnドメインの周囲に吸着してラインテンションを低下させることで上述の構造変化が起っているものと考えられる。また、Langmuir水槽にBrewster角顕微鏡と光ピンセット装置を取り付けた装置を自作し、単分子膜の凝集力評価に適用した。単分子膜ドメインを力学的あるいは熱的に変形させ、その復元現象の解析から分子間の凝集性を議論できることを明らかにした。また、Cnとフッ化炭素鎖を有するシラン化合物から単分子膜を作ると、CnとPFPEの場合と同じように、鎖長と水面温度の関数としてCnの凝縮相構造が系統的に変化することを見出すとともに、その構造を鋳型として金属ナノ粒子を選択的に吸着させることにも成功した。また、適当な有機シラン化合物を用いることで、リソグラフィー法におけるネガ型とポジ型に相当する構造を作り分けられることも示した。今後は、有機シランの系にもライナクタントを混合するとともに、開発装置によって凝集力を評価することで、より詳細な構造制御が可能になるものと期待される。以上のことから、本研究では、インターラインケミストリーの糸口とそれを利用した自己組織化構造制御法を開拓した。

在长链脂肪酸（CN）和全氟化聚醚酸（PFPE）的混合单层中，相结合的结构，其中CN的凝结相结构域分散在PFPE的扩展相。该结构从线性到不规则变为圆形，具体取决于CN的链长和水面温度。当合成一个分子中的碳氢化合物链和氟化物链中的衬里，并将其添加到发育的溶液中以制备单分子膜时，发现即使在线性结构中仅通过仅将几个％的重量混合来形成线性结构，也可以在线性结构中形成圆形结构域。此外，随着添加的衬里量，域尺寸趋于减小。该谱系与水面上的PFPE兼容，但与CN不兼容，因此人们认为该谱系在CN结构域周围吸附并降低了线张力，从而导致上述结构变化。此外，建造了一个设备，在该设备中，将布鲁斯特角显微镜和光学镊子设备连接到Langmuir水族馆，并用于评估单层的凝聚力。已经揭示了可以通过机械或热变形单层结构域并分析其重建现象来讨论分子间内聚力。此外，当通过具有CN和氟化碳链的硅烷化合物产生单层时，发现与CN和PFPE一样，CN的凝结相结构系统地变化，这是链长和水表面温度的功能，并且在选择性地吸附的金属纳米植物中也成功使用此结构，使用此结构使用此结构。还已经表明，通过使用适当的有机硅烷化合物，可以创建与光刻中的负类型和正类型相对应的结构。将来，可以通过将亚麻固定剂混合到有机硅烷系统中并使用开发设备评估凝聚力来实现更详细的结构控制。基于上述研究，这项研究开发了一个线索，以结合化学和使用它来控制自组织结构的方法。