光圧を利用した高分子コロイドの結晶化・会合プロセスの単一粒子計測

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本研究では光圧によるナノ粒子光捕捉技術と、高感度分光測定を組み合わせ、高分子及び金属コロイドの結晶化・会合プロセスを一粒子・一分子レベルでその初期段階から追跡し、そのメカニズム解明を目指している。本年度の主な研究成果を以下に挙げる。1、表面修飾したコロイド粒子の会合プロセスの測定光圧により作製した金コロイドのミクロ集合体の吸収スペクトル測定法を開発し、吸収スペクトルの形状が光圧の大きさに依存することを見出した。これらの結果から、光圧によりコロイドの集合構造と表面プラズモン共鳴に基づく光学特性が制御できることを明らかにし、Physical Review E誌に発表した。また、分子長の異なるアルカンオールで金コロイド表面を修飾することにより、光圧で出来る集合構造やその光学特性が制御できることも明らかにした。2、単一粒子レベルで捉える高分子コロイドの秩序構造形成過程の解析色素を含有するポリスチレンナノ粒子が、光圧により集光位置に一粒つつ捕捉される様子を、二光子励起蛍光を利用して検出し、レーザー強度や粒径の関数として解析した。集光位置近傍で形成された会合体が選択的に捕捉されることや、光圧の大きさで会合プロセスを制御できることを明らかにし、Physical Review E誌に発表した。また蛍光相関分光法により,光圧により高分子コロイドの会合が進んでいく様子を捉えることに成功した。3、作製したコロイド結晶・会合体の基板上への転写とその評価光圧を利用してコロイド溶液中の高分子ナノ粒子をガラス基板上に一粒つつ任意の位置に固定化する技術を開発し、Japanese Journal of Applied Physics誌に発表した。2個の金ナノ粒子を光捕捉して光の偏光方向に配列させて固定化する手法や、任意の位置に微粒子を固定化した3次元構造の作製に成功し、Proceedings of SPIE誌に発表した。