ブロック共重合体を用いたナノハイブリッド

使用嵌段共聚物的纳米杂化物

• 批准号: 00F00780
• 负责人: 橋本 竹治
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00F00780/
• 关键词: ブロック共重合体; 秩序-無秩序転移; 金属超微粒子; ゾーンヒーティング

表面のroughnessが大きいITO(Indium Tin Oxide)基板上に、対称組成を持つポリスチレン-ポリメタクリル酸メチルジブロック共重合体(PS-b-PMMA)の薄膜をスピンキャスト法により作製し、熱処理することにより平衡構造にもたらしたところ、ラメラ状ドメインが基板表面と垂直に配向した構造を得ることができた。この配向は、表面のroughnessを小さくすることにより、ラメラ状ドメインが基板面と平行に配向した構造へと転移することが確認された。この配向の転移は、基板と薄膜の相互作用および薄膜表面と空気の相互作用の二つのエンタルピー項と基板表面のroughnessによる界面のbending modulusによるエントロピー項のバランスによって、決まることがわかり、その臨界値を決めることができた。さらにラメラ状ドメインが基板表面と垂直に配向した構造紫外線(UV)照射と酢酸(GAC)浸漬を行う事によりPMMAが選択的に分解除去を行った。処理を行った薄膜の構造を原子間力顕微鏡により、表面の荒さをはかったところ、ラメラ構造のドメイン周期にそった凹凸が観測された。よって、この観察結果より薄膜が処理により表面のPMMA相が除去されることにより、ラメラ構造に沿った溝を形成していることがわかった。この結果により、この基板表面と垂直に配向化した構造を利用することによって、安価なナノ材料の構築を行える指針を得た。

在表面粗糙度较大的ITO（氧化铟锡）基板上通过旋涂法制备组成对称的聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯二嵌段共聚物（PS-b-PMMA）薄膜，然后进行热处理。使平衡结构达到平衡结构，获得层状区域垂直于基板表面取向的结构。已证实，通过降低表面粗糙度，该取向转变为层状区域平行于基材表面取向的结构。研究发现，这种取向转变是由两个熵项之间的平衡决定的：基板与薄膜之间的相互作用、薄膜表面与空气之间的相互作用，以及由于弯曲模量而产生的熵项。界面由于基材表面的粗糙度而异，其临界值我得以决定。此外，通过紫外线（UV）照射和乙酸（GAC）浸泡，在层状区域垂直于基材表面的结构中选择性地分解和去除PMMA。当使用原子力显微镜测量处理后的薄膜的表面粗糙度时，观察到沿层状结构的畴周期的不规则性。因此，根据该观察结果可知，薄膜表面的PMMA相通过处理而被除去，从而沿着层状结构形成了槽。这些结果为利用垂直于基底表面的结构构建廉价的纳米材料提供了指导。