界面の構造・特性伝達システムの直接評価と設計

表面力ならびにナノレオロジー・ナノトリボロジ-測定を中心手段として、界面の構造・特性が伝達し表面からバルク(マクロ相)にわたり構造化する液晶ならびに液体の分子シンクロナイゼーション機構を明らかにし、効率的な機構の設計ならびに制御法の開発を行うことを目的とした。具体的には、ナノレオロジーならびに表面力測定を中心手段として、以下の成果を得た。1)液晶ナノ薄膜の界面構造化の評価:二つの表面の間に閉じ込められた液晶薄膜を、我々の開発したずり共振測定を用い評価した。液晶の構造化に従い、共振ピークの位置(周波数)と強度が変化する。室温においてネマチック相をとる4-シアノ-4'-ヘキシルビフェニル(6CB)を試料とし、表面に平行ならびに垂直配向した場合の構造化距離、局所粘度を評価した。例えば、平行配向の場合、6CB薄膜の厚みを減少させると局所粘度は徐々に増大し、約10nmで構造化が進み液体相の流動性が減少し両方の表面が相関を持ち共振周波数が変化し、新しい共振ピークが出現した。また、温度を33℃として等方相についても測定を行い、遠距離側の粘度は液晶相より小さく、距離を小さくしてもほとんど一定であるが、5.8nmから急激に構造化が進むことを見い出した。また、2つの表面に挟まれた微細空間の液体の吸収を等色次数干渉縞を用いて評価する新しい手法を開発した。2)固-液界面における水素結合マクロクラスターの生成:シクロヘキサンとアルコールの二成分混合系では、シリカ表面にアルコール(メタノール、エタノールなど)が、水素結合によりマクロクラスターを形成して吸着することを即に見い出している。エタノールの場合の温度変化を50℃まで測定し、マクロクラスターを含む吸着層の減少を確認した。カルボン酸にも展開している。

表面力ならびにナノレオロジー・ナノトリボロジ-測定を中心手段として、界面の構造・特性が伝達し表面からバルク(マクロ相)にわたり構造化する液晶ならびに液体の分子シンクロナイゼーション機構を明らかにし、効率的な機構の設計ならびに制御法の開発を行うことを目的とした。具体的には、ナノレオロジーならびに表面力測定を中心手段として、以下の成果を得た。1)液晶ナノ薄膜の界面構造化の評価:二つの表面の間に閉じ込められた液晶薄膜を、我々の開発したずり共振測定を用い評価した。液晶の構造化に従い、共振ピークの位置(周波数)と強度が変化する。室温においてネマチック相をとる4-シアノ-4'-ヘキシルビフェニル(6CB)を試料とし、表面に平行ならびに垂直配向した場合の構造化距離、局所粘度を評価した。例えば、平行配向の場合、6CB薄膜の厚みを減少させると局所粘度は徐々に増大し、約10nmで構造化が進み液体相の流動性が減少し両方の表面が相関を持ち共振周波数が変化し、新しい共振ピークが出現した。また、温度を33℃として等方相についても測定を行い、遠距離側の粘度は液晶相より小さく、距離を小さくしてもほとんど一定であるが、5.8nmから急激に構造化が進むことを見い出した。また、2つの表面に挟まれた微細空間の液体の吸収を等色次数干渉縞を用いて評価する新しい手法を開発した。2)固-液界面における水素結合マクロクラスターの生成:シクロヘキサンとアルコールの二成分混合系では、シリカ表面にアルコール(メタノール、エタノールなど)が、水素結合によりマクロクラスターを形成して吸着することを即に見い出している。エタノールの場合の温度変化を50℃まで測定し、マクロクラスターを含む吸着層の減少を確認した。カルボン酸にも展開している。