パターン化単分子膜上での界面電荷情報の増幅による選択的な物質捕捉

通过放大图案单层上的界面电荷信息来选择性捕获物质

基本信息

批准号：
13022219
负责人：
中川勝
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
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：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

パターン状に区画化された単分子膜が示す界面での物理的・化学的差異を利用したナノサイズの物質修飾法に関する研究が増加している。これは、バイオ・電子素子等の小型化が要求され、その小型化に伴う界面現象の理解ならびに分子レベルでの界面制御技術が必要であるという認識の高まりに由来する。そのような研究背景に基づき、本研究では、接着層としてナノサイズの1次高分子層を利用することで、界面での官能基の増幅や表面電位の増幅等を行い、高解像度の2次集積層の物質固定化技術を確立することを目的とした。光リソグラフィー法を用いた紫外線のマスク露光により、シリカ基板表面にスルフィン酸基を形成する感紫外線単分子膜を作製できた。露光部のスルフィン酸基を活性化処理することで、アミノ基を有する粒子径200nmのポリスチレン微粒子、直径が約2-3nmであるプロピレンイミンデンドリマーを選択的に吸着させることが可能になった。1分子当たりの官能基アミノ基の数が異なる第0世代から第4世代のアミンデンドリマーを基板表面に修飾し、基板表面への露光量と基板の親水化の関係を調べた。その結果、第4世代のデンドリマーを修飾した場合、第0世代に比べ、約30分の1の露光量で、基板表面が親水化する現象を見出し、明らかに基板の親水化の程度とデンドリマーの官能基の数に相関が認められた。デンドリマー修飾に伴う基板表面のゼータ電位変化と基板表面のアミノ基の数の定量を検討した結果、デンドリマー修飾が基板表面修飾に適しており、1次接着層として機能することを確認した。

对纳米尺寸的材料修饰方法的研究越来越多，这些方法利用了图案单层代表的界面上的物理和化学差异。这是由于人们越来越多地认识到，对生物电子设备等的微型化是必需的，并且对与这些微型化相关的界面现象的理解以及对分子界面控制技术的需求。基于此类研究的背景，这项研究的目的是将纳米尺寸的主要聚合物层用作粘合剂层，以扩大界面处的官能团，并建立高分辨率的二次堆叠材料固定技术。通过使用光刻的紫外线暴露，可以产生一种紫外线的单层，该紫外线单层可以在二氧化硅底物表面形成硫酸盐基团。通过在暴露部分中激活硫酸盐基团，可以选择性吸附的聚苯乙烯细颗粒，其具有200 nm的颗粒和丙烯亚氨酸树突状二聚体的氨基颗粒的直径约为2-3 nm。每个分子的功能氨基组不同的第0至第四代胺树状聚合物在底物表面进行了修改，并研究了底物表面的暴露量与底物的水解之间的关系。结果，当发现第四代的树枝状聚合物在大约30次暴露量时，发现与第0代相比，底物表面水文的现象与第0代相比，并且在底座的底物数量与树枝状聚合物的功能组数量之间明确观察到了相关性。由于研究了底物表面上ZETA电位变化以及基板表面上氨基的数量的测定，因此可以证实树枝状聚合物的修饰适用于底物表面修饰，并且它作为主要粘合层的作用。