相分離混合LB膜を利用したAuナノ粒子の一次元配列

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平成17年度の本研究課題で、ジスルフィド(S-S)結合を有し、かつ炭化水素鎖とフッ化炭素鎖をもつアニオン性ハイブリッド界面活性剤(SS-Hyb)を4段階を経て合成した。平成18年度はSS-HybのLB膜を用い、金ナノ粒子(Au NP)の一次元配列を詳細に検討した。カチオン性ポリマーであるpoly(diallyldimethylammonium chloride)(PDDA)を含む水溶液(下相水)表面に、SS-Hybとステアリルアルコール(C_<18>OH)の1:100(mol/mol)の混合物を展開した。得られた混合L膜を表面圧が10mN m^<-1>になるまで圧縮し、この単分子膜を表面疎水化Siウェハ上に引き上げ法により転写した(ウェハ引き上げ速度4mm min^<-1>)。AFM観察からウェハ表面には、引き上げ方向に沿って、wormlike構造の会合体が形成されることが分かった。このウェハをAu NP(粒径15nm)の分散液に浸せき後、SEM観察したところ、wormlike構造に沿ったAu NPの一次元配列が観察された。また混合単分子膜を転写する際、ウェハ表面を膜圧縮方向に対し平行、垂直のどちらの方向に向けた場合にも、ウェハの引き上げ方向に沿ったAu NPの一次元配列が観察された。この一次元配列は表面圧が1mN m^<-1>の場合にも認められた。一方、1:10のSS-Hyb/C_<18>OH混合単分子膜を表面圧10mN m^<-1>でウェハ上に転写した場合、Au NPの二次元ネットワーク構造が観察された。以上のことから、wormlike会合体はAu NPの吸着場(足場)として働くこと、およびAu NPの一次元配列を得るには、wormlike会合体が単分子膜中で分離分散していることが重要であることが明らかになった。本研究の結果は現在、Langmuir誌にacceptされ、掲載予定である。