光の放射圧を用いた分子系超構造の全く新しい制御法

利用光辐射压控制分子系统超结构的全新方法

• 批准号: 09217237
• 负责人: 増原 宏
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09217237/
• 关键词: 光の放射圧; 分子系超構造; 微粒子形成; 自己組織化; 高分子ミセル; レーザートラッピング; 時間分解顕微蛍光測定; 光散乱

高分子、ミセル、高分子膜、液晶等の相転移、集合構造等の動的過程におよぼす光の放射圧の効果を調べ、他の作製法では実現できない新しい配向、会合、集合状態を形成する可能性を探ることを目的として研究を行ってきた。本年度のねらいの一つとして、高分子電解質の非常に強い静電反発を抑え、捕捉し、微粒子形成可能であることを証明した。非常にコンパクトな構造を持つ高分子poly(A/Cd/Py)を用い、微粒子形成実験を行った。poly(A/Cd/Py)重水溶液に捕捉用の近赤外レーザービームを集光すると、照射開始直後からHe-Neレーザーの後方散乱光が確認され、さらにレーザービームの照射を続けると、散乱光強度は徐々に増加し、20分程度経つと定常状態となった。定常状態になると生成した微粒子は光学顕微鏡の透過像でも確認できた。形成された微粒子は捕捉用のレーザー光の照射をやめると直ちに消失した。これは静電反発によるものとしてよく説明できる。微粒子の蛍光スペクトルに顕著な変化は見られなかったが、蛍光減衰波形は溶液に比べて生成微粒子では速い減衰が見られ、新しい集合構造の形成が示唆された。次に、高分子の分子構造、組成、分子量分布等のパラメーターを変化させ、放射圧による微粒子生成速度、定常状態となったときの大きさについて検討した。試料としてはカルバゾール含有率の異なる一連の水溶性高分子(r-CzEMA(x),r-CzPMAm(x))を用いた。その結果、カルバゾールの含有率の高い(分極率が高い)高分子で、かつ相対的に疎水的な高分子を用いると微粒子形成速度が速いことが明らかとなった。

Polymer, ミ セ ル, such as polymer film, liquid crystal phase の planning, such as collection structure の move process に お よ ぼ す light emitting の 圧 の unseen fruit を べ, he の way で は be presently で き な new し い い together to meet, then, state を form す る possibility を agent る こ と を purpose と し を line っ て research て き た. This year の ね ら い の a つ と し て, polymer electrolyte の very strong に い electrostatic 発 を え suppression, capture し, micro particles may で あ る こ と を prove し た. The construction of を supported <s:1> polymer poly(A/Cd/Py)を using を and micro-particle formation experiments を lines った. Poly real (A/Cd/Py) aqueous solution に capture with の nearly bare outside レ ー ザ ー ビ ー ム を concentrated す る と, illuminate start straight after か ら He - Ne レ ー ザ ー の rear scattered light が confirm さ れ, さ ら に レ ー ザ ー ビ ー ム の irradiation を 続 け る と, scattered light intensity は xu 々 に raised し, 20 degree 経 つ と steady state と な っ た. The stationary state になると generates た た micro-particles になると optical 顕 micro-mirror blocks confirm で た た た through the image で になると. The formed された micro-particles are captured and irradiated by <s:1> レ ザ ザ <s:1> light <e:1> をやめると until ちに disappear <s:1> た た. <s:1> れ electrostatic reverse reaction による と と と てよく explanation で る る る Light particles の 蛍 ス ペ ク ト ル に 顕 the な variations change は see ら れ な か っ た が, 蛍 light damping wave に は solution than べ て generated particles で は speed い damping が see ら れ, new し い の collection structure formation が sucking さ れ た. Time に, の polymer molecular structure, composition, molecular weight distribution of の パ ラ メ ー タ ー を variations change さ せ, radiation 圧 に よ る particles generate speed, steady state と な っ た と き の big き さ に つ い て beg し 検 た. Sample と し て は カ ル バ ゾ ー ル containing rate の different な る の water-soluble polymer in a row (r - CzEMA (x), r - CzPMAm (x)) を with い た. そ の results, カ ル バ ゾ ー ル の containing rate high の い (polarization rate が い) polymer で, か つ phase of seaborne に 疎 water な polymer を with い る と micro particles speed が speed い こ と が Ming ら か と な っ た.

项目成果

Pawel Borowicz, Jun-ichi Hotta, Keiji Sasaki, and Hiroshi Masuhara: "Laser-Controlled Association of Poly(N-vinylcarbazole)in Organic Solvents;Radiation Pressure Effect of a Focused Near-Infrared Laser Beam" J.Phys Chem.B. 101・31. 5900-5904 (1997)

Pawel Borowicz、Jun-ichi Hotta、Keiji Sasaki 和 Hiroshi Masuhara：“有机溶剂中聚（N-乙烯基咔唑）的激光控制缔合；聚焦近红外激光束的辐射压力效应”J.Phys Chem.B。 101・31。5900-5904（1997）

Keiji Sasaki, Mitsuru Tsukima, Hiroshi Masuhara: "Three-dimensional potential analysis of radiation pressure exerted on a single microparticle" Appl.Phys.Lett.71・1. 37-39 (1997)

佐佐木敬二、月间充、增原浩：“施加在单个微粒上的辐射压力的三维势能分析”Appl.Phys.Lett.71・1（1997）。

Keiji Sasaki, Koji Horio, Hiroshi Masuhara: "In situ Mesurement oh Adhension Force between a Single Microparticle and a Surface Using Radiation Pressure of Pulsed Laser Light" Jpn.J.Appl.Phys.Vol.36 Part 2 No.6A. L721-L723 (1997)

Keiji Sasaki、Koji Horio、Hiroshi Masuhara：“使用脉冲激光辐射压力原位测量单个微粒与表面之间的粘附力”Jpn.J.Appl.Phys.Vol.36 第 2 部分 No.6A。

レーザー技術総合研究所編: "レーザーの科学" 丸善株式会社, 183 (1997)

激光技术研究所编：《激光的科学》丸善株式会社，183（1997）

J.Hofkens, J.Hotta, K.Sasaki, H.Masuhara. T.Taniguchi, T.Miyashita: "Molecular Association by the Radiation Pressure of a Focused Laser Beam:Fluorescence Characterization of Pyrene Labeled PNIPAM." J.Am.Chem.Soc.119・11. 2741-2742 (1997)

J.Hofkens、J.Hotta、K.Sasaki、T.Taniguchi、T.Miyashita：“聚焦激光束辐射压力下的分子缔合：芘标记的 PNIPAM 的荧光表征”。 .Soc.119・11.2741-2742 (1997)