ナノメートル領域における超微視的粘弾性スペクトロスコピー

最近、申請者らはソフトな材料群の表面を解析するための電界誘起表面歪顕微鏡の着想を得た。これは試料表面に近づけた探針から生じるナノメートル程度の広がりを持つ局所電界によって材料を変形させ、その応答からナノレオロジー測定を行う、というものである。本研究ではこの着想を発展させ、液体をはじめとするソフトマテリアル表面をナノメートル分解能で観察する新規の手法開発を目指した。本年度は基板表面に塗布された厚みμm程度の薄膜についてその粘弾性及び表面張力を測定するシステムを構築した。本システムではあらかじめ基板表面に電圧印加が可能な微小電極が埋め込まれており、その上にコーティングされた薄膜材料の効果・乾燥過程を迅速に実時間で追跡することができる。さらにこの電極形状を変形することにより、薄膜の粘弾性の厚み方向分布を調べる手法についても検討を行いその可能性を検証した。また本手法を水/油/界面活性剤系において実現されるような界面の相溶現象の測定に応用する試みを進めた。これらの系では相溶の臨界点近傍界面エネルギーが急速に減少する。応力制御型界面張力測定が可能な本手法ではこれらの系のエネルギー測定を高分解能で実現できる。この結果、沿うように伴う2次元臨界現象の臨界指数を精度よく求めることが可能になった。

最近、申請者らはソフトな材料群の表面を解析するための電界誘起表面歪顕微鏡の着想を得た。これは試料表面に近づけた探針から生じるナノメートル程度の広がりを持つ局所電界によって材料を変形させ、その応答からナノレオロジー測定を行う、というものである。本研究ではこの着想を発展させ、液体をはじめとするソフトマテリアル表面をナノメートル分解能で観察する新規の手法開発を目指した。本年度は基板表面に塗布された厚みμm程度の薄膜についてその粘弾性及び表面張力を測定するシステムを構築した。本システムではあらかじめ基板表面に電圧印加が可能な微小電極が埋め込まれており、その上にコーティングされた薄膜材料の効果・乾燥過程を迅速に実時間で追跡することができる。さらにこの電極形状を変形することにより、薄膜の粘弾性の厚み方向分布を調べる手法についても検討を行いその可能性を検証した。また本手法を水/油/界面活性剤系において実現されるような界面の相溶現象の測定に応用する試みを進めた。これらの系では相溶の臨界点近傍界面エネルギーが急速に減少する。応力制御型界面張力測定が可能な本手法ではこれらの系のエネルギー測定を高分解能で実現できる。この結果、沿うように伴う2次元臨界現象の臨界指数を精度よく求めることが可能になった。