水素イオン感応性シリカキセロゲル膜の作製と水素イオン分布顕微鏡の開発

氢离子敏感二氧化硅干凝胶膜的制备及氢离子分布显微镜的研制

• 批准号: 17760576
• 负责人: 多田 英司
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Akita University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760576/
• 关键词: ゾル・ゲル法; pH; 化学修飾; Si_3N_4; 電気化学AFM; ゾルゲル法

本年度は,テトラエチルオルトシリケートの加水分解・重合反応によって作製したシリカキセロゲル膜の構造および膜特性を原子間力顕微鏡(AFM)および接触角測定により判断し,得られたデータから判断した最適製膜条件をもとに,Si製カンチレバー上にシリカキセロゲル膜をディップコーティング法により塗布した.しかし,SEM等による観察の結果,カンチレバー上に塗布したシリカキセロゲル膜が不均一であり,また一部分にはくりが生じた.よって,昨年度の研究においてガラス基板上へ塗布したゾル組成,コーティング条件ではシリカキセロゲル膜を適切に塗布することができないことがわかった.そこで,Si製カンチレバーからSi_3N_4製カンチレバーに変更して,溶液環境のpH変化に対して原子間力顕微鏡によって測定されるフォースカーブがどのように変化するか調査した.そのため,金板を中性水溶液中でカソード分極することによって,金表面で酸素の還元反応を生じさせ,表面のpHを変化させた.フォースカーブの測定から溶液内のpHの変化に応じて,フォースカーブ形状が変化し,カンチレバーにかかる引力が変化することが明らかになった.このことから,試料表面のpH変化をフォースカーブ測定より検出し,pH分布をマッピングすることが今後期待された.今後は,機水特性が良いシリカキセロゲルにSi_3N_4を添加した薄膜をカンチレバー上に塗布できるように製膜条件を探索し,水素イオン分布測定に適用したいと考えている.

This year は テ ト ラ エ チ ル オ ル ト シ リ ケ ー ト の hydrolytic decomposition, overlap reverse 応 に よ っ て cropping し た シ リ カ キ セ ロ ゲ の ル membrane structure お よ び film features を interatomic force 顕 micro mirror (AFM) お よ び contact Angle measurement に よ し り judgment, to ら れ た デ ー タ か ら judgment し た optimum conditions of the membrane を も と に, Si system カ ン チ レ バ ー on に シ リ カ キ セ ロ ゲ ル membrane を デ ィ ッ プ コ ー テ ィ ン グ method に よ り coated し た. し か し, SEM and other に よ る 観 examine の results, カ ン チ レ バ ー に し coated た シ リ カ キ セ ロ ゲ ル membrane が heterogeneity で あ り, ま part た に は く り が raw じ た. よ っ て, yesterday's annual の research に お い て ガ ラ へ ス substrates coated し た ゾ ル, コ ー テ ィ ン グ conditions で は シ リ カ キ セ ロ ゲ ル membrane を appropriate に coated す る こ と が で き な い こ と が わ か っ た. そ こ で, Si system カ ン チ レ バ ー か ら Si_3N_4 system カ ン チ レ バ ー に - more し て, solution environmental の pH - に し seaborne て interatomic force 顕 micromirror に よ っ て determination さ れ る フ ォ ー ス カ ー ブ が ど の よ う に variations change す る か survey し た. そ の た め, gold plate を neutral aqueous solution of で カ ソ ー ド points very す る こ と に よ っ て, gold surface で acid element の is yuan 応 を raw じ さ せ, surface の pH を variations change さ せ た. フ ォ ー ス カ ー ブ の determination か ら の within the solution pH の variations change に 応 じ て, フ ォ ー ス カ ー ブ shape が - し, カ ン チ レ バ ー に か か る が gravity variations す る こ と が Ming ら か に な っ た. こ の こ と か ら, sample surface の pH - を フ ォ ー ス カ ー ブ determination よ り 検 し, pH distribution を マ ッ ピ ン グ す る こ と が look forward to future さ れ た. Future は, machine water features good が い シ リ カ キ セ ロ ゲ ル に Si_3N_4 を add し た film を カ ン チ レ バ ー に で coated き る よ う に を explore し membrane conditions, water element イ オ ン distribution measurement に applicable し た い と exam え て い る.