分極カルサイト単結晶(エレクトレット)を基板とした炭酸カルシウム複合材料の創製

1,研究目的:カルサイトエレクトレット(分極カルサイト単結晶)による局所空間電場を切り口として有機添加物による階層構造を有する炭酸カルシウム複合体材料を創製する。2,研究方法:炭酸カルシウム複合体を創製する方法としの実験系はCaCl_2-(NH_4)_2CO_3 system (slow diffusion mode)を用いた。また、核形成の誘導時間の測定を"その場"観察装置をslow diffusion modeを用いて作製し、金属顕微鏡下で行った。分極基板としてはカルサイト単結晶のそれぞれ特徴的なCa^<2+>イオン、CO_3^<2->イオンの配置を示す面構造の(00.1)面、(10.0)面とへき開面である(10.4)面の3種類を用いた。これらの基板を電場5kV・cm^<-1>、温度400℃で1時間、電気的分極処理を行い、エレクトレットにした。有機添加物としては貝殻組織に含まれ炭酸カルシウム結晶の鋳型になると考えられているポリアスパラギン酸(PAsp、分子量5000-15000)を用いた。分極された基板について、正あるいは負に帯電した面をそれぞれP面、N面と略し、未分極な面を0面と記す3,研究成果:(1),熱刺激脱分極測定により、(00.1)、(10.0)、(10.4)面での蓄積電荷密度はそれぞれ34μC・cm^<-2>、25μC・cm^<-2>、19μC・cm^<-2>であり、それらの表面電位はケルビンプローブ測定でそれぞれ4.4V、3.5V、2.8Vであった。(2),ポリアスパラギン酸添加における炭酸カルシウム結晶成長。slow diffusion modeでは反応水溶液のpHは実験中、9.4を維持するので、PAspのCOOHはほとんどCOO^-に解離している。カルサイト基板の種類に限らず階層構造を示す薄膜が形成した。X線分析によると析出物はカルサイトを主としたアラゴナイト・バテライトの混晶であった。この層構造は基板から柱状構造、その上に半球状で扇型構造を示す層でできていた。赤外分光測定によると、柱状構造の層は扇型構造の層に比べてPAspが多く含まれていた。柱状晶の膜厚はPAspの添加量および分極基板の蓄積電荷量が多いい程、厚くなった。"その場"観察装置による核形成の誘導時間はN<0<P面であった。炭酸カルシウムの結晶化はN面で顕著に現れた。分極基板、その表面特性および有機添加物の協調作用によりカルサイトを主とした階層構造の薄膜が形成した。

1,研究目的:カルサイトエレクトレット(分極カルサイト単結晶)による局所空間電場を切り口として有機添加物による階層構造を有する炭酸カルシウム複合体材料を創製する。2,研究方法:炭酸カルシウム複合体を創製する方法としの実験系はCaCl_2-(NH_4)_2CO_3 system (slow diffusion mode)を用いた。また、核形成の誘導時間の測定を"その場"観察装置をslow diffusion modeを用いて作製し、金属顕微鏡下で行った。分極基板としてはカルサイト単結晶のそれぞれ特徴的なCa^<2+>イオン、CO_3^<2->イオンの配置を示す面構造の(00.1)面、(10.0)面とへき開面である(10.4)面の3種類を用いた。これらの基板を電場5kV・cm^<-1>、温度400℃で1時間、電気的分極処理を行い、エレクトレットにした。有機添加物としては貝殻組織に含まれ炭酸カルシウム結晶の鋳型になると考えられているポリアスパラギン酸(PAsp、分子量5000-15000)を用いた。分極された基板について、正あるいは負に帯電した面をそれぞれP面、N面と略し、未分極な面を0面と記す3,研究成果:(1),熱刺激脱分極測定により、(00.1)、(10.0)、(10.4)面での蓄積電荷密度はそれぞれ34μC・cm^<-2>、25μC・cm^<-2>、19μC・cm^<-2>であり、それらの表面電位はケルビンプローブ測定でそれぞれ4.4V、3.5V、2.8Vであった。(2),ポリアスパラギン酸添加における炭酸カルシウム結晶成長。slow diffusion modeでは反応水溶液のpHは実験中、9.4を維持するので、PAspのCOOHはほとんどCOO^-に解離している。カルサイト基板の種類に限らず階層構造を示す薄膜が形成した。X線分析によると析出物はカルサイトを主としたアラゴナイト・バテライトの混晶であった。この層構造は基板から柱状構造、その上に半球状で扇型構造を示す層でできていた。赤外分光測定によると、柱状構造の層は扇型構造の層に比べてPAspが多く含まれていた。柱状晶の膜厚はPAspの添加量および分極基板の蓄積電荷量が多いい程、厚くなった。"その場"観察装置による核形成の誘導時間はN<0<P面であった。炭酸カルシウムの結晶化はN面で顕著に現れた。分極基板、その表面特性および有機添加物の協調作用によりカルサイトを主とした階層構造の薄膜が形成した。