機能性無機微粒子の精密配列制御法の開発

功能性无机粒子精密排列控制方法的开发

基本信息

批准号：
13875122
负责人：
河本邦仁
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

N_2雰囲気下でSi基板をPTCS(フェニルトリクロロシラン)溶液中に浸漬してPTCS自己組織膜を作製し、ここにフォトマスクを通してUV照射を行う事により、フェニル基とOH基のマイクロパターンを作製した。SiO_2粒子(500nmφ及び15nmφ)の表面にTCES(トリクロロシアノエチルシラン)を結合させて最表面をCN基とし、さらにt-BuOK(カリウムブトキシド)によりCOOH基へと変性した。このSiO_2粒子最表面のCOOH基と自己組織膜上のOH基をDCC(ジシクロヘキシルカルボジイミド)により縮合させてエステル結合を形成させることにより、自己組織膜上のOH基上に選択的にSiO_2粒子を配置させることを試みた。UV照射によりシラノール基へと変性した領域からは、SEM観察によりSiO_2粒子が確認され、フェニル基上からは粒子は観測されなかった。この手法により、マイクロメーターオーダーの2次元粒子配列パターンが形成された。また、ダイヤモンドチップで自己組織膜表面を走査する事により、機械的にフェニル基を取り去り、任意の箇所をシラノール基へと変性した自己組織膜上からも粒子の選択的配列が確認され、1次元の粒子細線が形成できた。また、AFMリソグラフにより変性した自己組織膜上からも選択的粒子配列が確認された。上記のエステル結合の形成に代えて、酸あるいは塩基により粒子表面のシラノール基と自己組織膜上のシラノール基との間でのシロキサン形成を利用して粒子配列を行った。UV照射によりパターン化した自己組織膜を塩酸、硫酸あるいは水酸化ナトリウム溶液中に浸して数分間保持した後、アセトンですすいでSEM等により観察した。いずれのケースに於いてもシラノール基上への粒子の選択的配列が確認された。また、塩酸を用いた反応においては、密に詰まった2次元粒子配列パターンが形成できた。

通过将Si底物浸入N_2大气下的PTC（苯基三氯硅烷）溶液中，制备PTCS自组织膜，并通过光掩膜进行紫外线辐照以产生苯基和OH基团的微图案。将SIO_2颗粒（500nmφ和15nmφ）粘合到SIO_2颗粒的表面（500nmφ和15nmφ），并将最外面的表面变成CN组，并进一步修改为带有T-Buok（钾含钾）的COOH组。我们试图通过将COOH组与SIO_2粒子的顶表在自组织的膜上选择性地将SIO_2粒子与OH组凝结在自组织的膜上，通过形成酯键在自组织膜上。 SIO_2颗粒在通过SEM观察结果通过紫外线照射对硅烷醇的区域确认，并且在苯基上未观察到颗粒。该技术已在微米的顺序上创建了二维粒子布置模式。此外，通过用钻石尖端扫描自组织膜的表面，机械去除苯基，并在自组织的膜上确认颗粒的选择性排列，在该膜上将任意位置修改为硅醇基团，从而形成一维粒子细线。此外，还通过AFM光刻在变性的自组织膜上证实了选择性颗粒排列。代替酯键的上述形成，是通过使用酸或碱在颗粒表面的硅烷基团之间形成硅氧烷和自组织膜上的硅烷醇基团之间形成硅氧基的。用紫外线辐照模式的自组织膜浸入盐酸，硫酸或氢氧化钠溶液中，并固定几分钟，然后用丙酮冲洗并通过SEM或类似。在每种情况下，确认颗粒在硅烷醇基团上的选择性排列。此外，在使用盐酸的反应中，形成了密集的二维颗粒排列模式。