含フッ素有機超薄膜の摩擦力異方性におよぼす分子鎖配向効果の評価

分子链取向对含氟有机超薄薄膜摩擦力各向异性影响的评价

• 批准号: 13750827
• 负责人: 久田 研次
• 金额: $ 0.32万
• 依托单位: University of Fukui
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750827/
• 关键词: 摩擦力異方性; 分子鎖配向; フッ化炭素鎖; 水平力顕微鏡; ブリュースター角顕微鏡; 粘弾性変形; エネルギー散逸; ナノトライボロジー; 単分子膜; 分子傾き角; 分子傾き方位角; 摩擦力

FETD単分子膜のブルースター角顕微鏡(BAM)および原子間力顕微鏡(AFM)による観察モノアルキルグリセロールエーテル(ETD)およびフッ素化モノアルキルグリセロールエーテル(FETD)の単分子膜を調整し、BAM観察した。ETD単分子膜において、巨視的な配向構造に由来した構造が観測されたのに対して、分子鎖間の相互作用が小さいFETDの単分子膜では、BAMの解像度において認識できるサイズの凝集相は観察されなかった。ただし、FETD単分子膜を基板に累積後、AFMにより観察すると、数マイクロメートルサイズの微小な集合体が形成していることを明らかにした。FETD累積膜の水平力顕微鏡(LFM)測定ETDおよびFETDの単分子膜をラングミュア・ブロジェット法により固体基板上に累積し、LFM測定を行った。LFM像を解析したところ、FETDの単分子膜において微小負荷領域では、負荷の増大に伴って摩擦力が低下した後、それ以上の負荷に対しては線形に摩擦力が増大するという特異な現象を再現性よく観測した。この現象は、ETDやフッ化炭素鎖を有するモノカルボン酸においては認められなかった。つまり、鎖間相互作用が小さなフッ化炭素の疎水鎖をもち、かつジオール基のように大きな親水部を有する分子の超薄膜にのみ認められる現象であった。ETDおよびFETD累積膜の摩擦力異方性評価モノアルキルグリセロールエステルと同様に、ETDおよびFETDの単分子膜においても運動方向に依存して摩擦力が変化する摩擦力異方性が観察された。っまり、分子鎖間の相互作用が小さな場合であっても、鎖状分子が配向した集合構造をとっていれば摩擦力異方性が生じることを示した。以上の結果を考察し、プローブチップが引き起こす水平方向の微小変形のうち、塑性変形に依存したエネルギー散逸過程が分子鎖集合体表面の摩擦力及びその異方性に重要であると結論した。

FETD 単 molecular membrane の ブ ル ー ス タ ー Angle 顕 micro mirror (BAM) お よ び interatomic force 顕 micro mirror (AFM) に よ る 観 examine モ ノ ア ル キ ル グ リ セ ロ ー ル エ ー テ ル (ETD) お よ び フ ッ element change モ ノ ア ル キ ル グ リ セ ロ ー ル エ ー テ ル (FETD) の 単 molecular membrane を adjust し, BAM 観 examine し た. ETD 単 molecular membrane に お い て, macroscope な match to construct に origin し た tectonic が 観 measuring さ れ た の に し seaborne て の interaction between, molecular lock が small さ い FETD の 単 molecular membrane で は, BAM の resolution に お い て know で き る サ イ ズ の agglutination phase は 観 examine さ れ な か っ た. た だ し, FETD 単 molecular membrane を substrate after に accumulation, AFM に よ り 観 examine す る と, several マ イ ク ロ メ ー ト ル サ イ ズ の tiny な aggregate が form し て い る こ と を Ming ら か に し た. FETD accumulated membrane の horizontal force 顕 micro mirror (LFM) determination of ETD お よ び FETD の 単 molecular membrane を ラ ン グ ミ ュ ア · ブ ロ ジ ェ ッ ト method に よ り solid substrate に cumulative し line, determination of LFM を っ た. LFM like を parsing し た と こ ろ, FETD の 単 molecular membrane に お い て tiny load field で は, load の raised big に partner っ て low friction が し た, そ れ above の load に し seaborne て は が raised large linear に friction す る と い な phenomena う を reproducibility よ く 観 measuring し た. The <s:1> <s:1> phenomenon <e:1>, ETDやフッ carbonized carbon lock を has するモノカ ボ ボ <s:1> acid にお て て った oxidation められな を った った った った った った った った った った った められな った った った. Interaction between つ ま り, lock が small さ な フ ッ change carbon の 疎 water lock を も ち, か つ ジ オ ー ル base の よ う に big き な close radical を have す る molecular の ultrathin membrane に の み recognize め ら れ る phenomenon で あ っ た. ETD お よ び FETD accumulated membrane の friction square difference evaluation 価 モ ノ ア ル キ ル グ リ セ ロ ー ル エ ス テ ル と with others に, ETD お よ び FETD の 単 molecular membrane に お い て も direction に dependent し が て friction - the す る friction square difference が 観 examine さ れ た. の interaction between っ ま り, molecular lock が small さ な occasions で あ っ て も, lock molecular が match to し た collection structure を と っ て い れ ば friction square difference が raw じ る こ と を shown し た. Above の inspection results を し, プ ロ ー ブ チ ッ プ が lead き up こ す horizontal の tiny - shaped の う ち, plastic - に dependent し た エ ネ ル ギ ー が molecular lock の aggregate surface friction and dissipation process び そ の square difference に important で あ る と conclusion し た.

项目成果

Kenji Hisada, Charles M.Knobler: "Microscopic Friction Anisotropy and Asymmetry Related to the Molecular Tilt Azimuth in a Monolayer of Glycerol Ester"Colloids & Surfaces A : Physicochemical and Engineering Aspects. 198-200. 21-30 (2002)

Kenji Hisada、Charles M.Knobler：“与单层甘油酯中分子倾斜方位角相关的微观摩擦各向异性和不对称性”胶体