【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.07】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24MS3001
利用課題名 / Title
フラーレン誘導体LB薄膜の表面観察と光電気化学測定
利用した実施機関 / Support Institute
自然科学研究機構 分子科学研究所 / IMS
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed
キーワード / Keywords
硫酸化フラーレン, CNC, LB膜, 光電気化学反応, 電子受容性,エレクトロデバイス/ Electronic device,ナノシート/ Nanosheet
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
日野 和之
所属名 / Affiliation
愛知教育大学教育学部 自然科学系 理科教育講座
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
伊藤一志,石川慎之介
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
木村幸代
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
フラーレンを基板に1層から数層堆積させた薄膜は、電子デバイスや光学材料としての利用をはじめ、潤滑性能等の力学的特徴を生かした応用等も含む、多彩な用途での利用が検討されている。しかしフラーレンは成膜の際に凝集しやすく、またその整列・配向の制御も困難であり、品質の安定性の確保や、性能発現機構の詳細な検討は不充分であった。凝集性を克服するアプローチとしては、脂肪酸などの両親媒性分子にフラーレンを混合させる手法と、疎水性のフラーレンに親水基を導入して両親媒性分子とする手法がある。いずれも、フラーレンを含む薄膜の作製によって二次元的なフラーレンの分散を試みている。これまでに、アニオン性滴下分子との相互作用や高分子による薄膜への新たな特性の付与などを期待して、カチオン性高分子であるCNC-Cationic（セルロースナノクリスタル）とPDMDAAC（Poly-dimethyldiallylammonium chloride）を導入している。混合系および硫酸化フラーレンの各種組み合わせにおける薄膜の特性について評価し、考察してきた。今年度は、CNC層と硫酸化フラーレン層の堆積順序を変えるために、これまでに検討してきたLB（Langmuir-Blodgett）法に加えて、新たにLS（Langmuir-Schaefer）法を試行した。
実験 / Experimental
本研究では、膜転写の最適条件が確立されているステアリン酸、フラーレン－ステアリン酸混合系、硫酸化フラーレンを滴下試料として、下層液にMilli-Q水、NaOHaq、CNCaq、PDMDAACaqをそれぞれ使用し、p‒A等温曲線の測定、LB膜のZygoによる膜厚測定および電気化学測定を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
LB転写の場合、ガラス基板をクリップで挟み、水面に対して垂直になるように水中に沈めておく。試料膜が展開された水面に対してガラス基板を垂直方向に引き上げると、CNC層→硫酸化フラーレン層の順番に膜転写される。今回はLS転写するために、ガラス基板の片方の面に吸盤を取り付け、細いワイヤーで吊り下げ、試料膜が展開された水面に対して水平配置になるように固定した。上から水平に押し下げて膜を転写すると、硫酸化フラーレン層→CNC層の順番に膜転写することができた。これはZygoによる膜厚測定によって確認することができたが、毎回の位置調整の再現性が低いことが課題であった。今後は、治具の開発によってLS転写の再現性、信頼性を向上させ、光電気化学測定により、フラーレンの電子受容性を活かした、光電流の増幅を実現させたい。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件