著者

高原 淳 戈 守仁

出版者

九州大学

雑誌

重点領域研究

巻号頁・発行日

1996

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表面自由エネルギーの低い末端基を有する高分子固体の表面には分子鎖末端が濃縮される。本研究では低表面自由エネルギー末端基を有するポリ(スチレン-b-4-ビニルビリジ)[P(St-b-4VP)]ブロック共重合体膜の表面ナノ構造に及ぼす末端基構造の影響について検討した。水素末端のP(St-b-4VP)-H及びフルオロメチル基末端のP(St-b-4VP)C_2C^Fをリビグアニオン重合で合成した。薄膜を調整し、表面組成はX線光電子分光(XPS)測定に基づき、また、薄膜の表面凝集構造及び力学特性を原子間力顕微鏡(AFM)及び水平力顕微鏡(LFM)測定に基づき評価した。423Kで90時間熱処理後のP(St-b-4VP)-HとP(St-b-4VP)-C_2C^Fの表面P4VP組成の膜厚依存性を評価した。P(St-b-4VP)-Hの場合、表面自由エネルギーの低いPS成分は熱処理より空気界面へ濃縮された。一方、P(St-b-4VP)-C_2C^Fの場合、P4VP側の低表面自由エネルギー末端基CF_3が空気界面に局在化ため、末端基に連接されるP4VPは高表面自由エネルギー成分であるにもかかわらず熱処理後も表面に配向している。またP(St-b-4VP)膜のLFM像は水平力の高い領域と低い領域を示した。高い水平力を示す相は表面自由エネルギーがカンチレバ-のSi_3N_4に近いP4VP相に対応すると考えられ、表面におけるP4VP相の存在が確認された。

著者

高原 淳 戈 守仁 菊池 裕嗣

出版者

九州大学

雑誌

試験研究(B)

巻号頁・発行日

1994

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水面上に有機シラン化合物を展開し縮合重合することにより水面上に高分子有機シラン単分子膜を調整した。水酸基を表面に有するシリコンウエハ-基板に単分子膜を垂直引き上げ法で移しとった。基板には水酸基が存在するために有機シラン単分子膜の水酸基と反応し、単分子膜は基板に固定化された。表面への固定化をX線光電子分光測定装置(XPS)、フーリエ変換赤外分光に基づき評価した。また固定化単分子膜は、従来の非重合性の単分子膜に比べて、環境変化、周囲温度の変化に対して極めて安定であることを明らかにした。293Kにおいてアルキル基を疎水基に有するオクタデシルトリクロロシラン(OTS)は結晶を、フルオロアルキル基を疎水基に有するパ-フルオロオクチルエチルトリクロロシラン(FOETS)は非晶性の単分子膜を形成することを電子線回折に基づき明らかにした。結晶性のFOETSの混合分子膜をシリコンウエハ-上に調整した。原子間力顕微鏡(AFM)観察、水平力顕微鏡(LFM)観察により混合単分子膜が相分離構造を形成することを明らかにした。また相分離がOTSの結晶化を駆動力とすることを明らかにした。さらに水面上に結晶性の脂肪酸とフルオロアルキルシラン化合物の混合物を展開し縮合重合することにより水面上に混合単分子膜を調整した。AFM観察、摩擦力顕微鏡観察により混合単分子膜が相分離構造を形成することを観察した。さらに脂肪酸が結晶性のドメインを形成することを電子回折に基づき明らかにした。脂肪酸は基板に固定化されていないために溶媒で選択的に抽出され、直径1-2μmのシリコンウエハ-基板を露出した小孔を有する単分子膜が得られた。この小孔へ化学吸着により種々の有機シラン化合物が固定化できることを明らかにした。特にチオール基を有する有機シラン化合物(MTS)を小孔に吸着・配向させた有機シラン単分子膜は牛血清アルブミンを選択的に吸着・固定化することが明らかとなった。