基板表面に直接重合されたポリアニリン超薄膜の二次元凝集構造評価

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本研究では、ポリアニリン超薄膜の対イオンである、ポリスチレンスルホン酸の鋳型重合骨格を有する有機シラン化合物の分子凝集状態の評価とパターン化の制御を行うため、以下の研究を行った。1,有機シラン単分子膜の分子凝集状態について多角的な解析を行い、その分子凝集状態について基礎的な知見を得た。2,重合開始骨格の基板表面での分布を評価するため、化学修飾探針を用いた表面官能基分布評価を行った。1,重合開始骨格を有する有機シラン化合物のモデル分子として、長鎖アルキルシラン分子を用いた。単分子膜は、423Kにおける気相からの化学吸着(CVA)法により調製した。GIXD測定、X線反射率測定などを行った結果、CVA法により調製した単分子膜は室温でも非晶状態にあることが明らかとなった。CVA法により調製した単分子膜の非晶性は単分子膜の調製温度に起因すると考えられた。アルキル鎖の融点以上の反応温度である423Kでは、有機シラン化合物と基板表面との間でシロキサン結合の形成が二次元的な架橋反応が進行している。このため、降温過程でのアルキル鎖の結晶化が阻害され、単分子膜の非晶性が室温でも維持されたと考えられる。2,水中で電荷を有する有機シラン単分子膜表面の官能基分布を、電荷を有する官能基で修飾した探針を用いた化学力顕微鏡測定により評価した。水溶液のpHを制御することで、探針とパターン化単分子膜表面間に同符号の電荷が働く場合は静電的斥力、及び異符号の電荷が働く場合は静電的引力に起因すると考えられる水平力の変化が観測された。以上より、pHを調節して官能基のイオン化状態を制御することで、単分子膜表面の官能基分布を評価可能であることを明らかにした。研究の途中経過は7/19-21日にイギリスのリーズにおいて開催された「Faraday Discussion 128,SELF - ORGANISING POWMERS」、及び9/15-17日に北海道大学において開催された第53回高分子討論会で学会報告を行った。