1章 ソフトマターとは? 1 |
1.1 ソフトマターの特性 3 |
1.2 分子間力とソフトマター 6 |
1.3 自己組織化とソフトマター 9 |
1.4 ソフトーマターの動的特性 12 |
1.5 生命機能とソフトマター 15 |
1.6 ソフトマターが形成する界面 16 |
2章 分子設計と構造制御 19 |
2.1 超分子 21 |
水素結合による一次元超分子 21 |
ホストーゲスト相互作用による一次元超分子 24 |
生命分子の自己集合によるナノ構造体の形成 25 |
金属錯体を含むソフトマターの設計 26 |
2.2 単分子膜とLangmuir-Blodgett(LB)膜 31 |
単分子膜とは 31 |
表面庄一面積等温線 33 |
Langmuir-Blodgett(LB)膜 34 |
自己組織化単分子膜 35 |
高分子LB膜 36 |
高分子LB膜の機能化 37 |
気/液界面の可能性 38 |
2.3 液晶 41 |
液晶とは 41 |
液晶の分類 42 |
サーモトロピック液晶 43 |
リオトロピック液晶 44 |
新しい液晶材料 45 |
液晶のキャラクタリゼーション 47 |
2.4 ポリマーブラシ 50 |
ポリマーブラシとは 50 |
ポリマーブラシの精密合成 51 |
ブラシ構造と立体斥力 52 |
トライボロジー特性 53 |
サイズ排除特性と生体適合性 55 |
微粒子系におけるブラシ構造 56 |
濃厚ポリマーブラシ系の応用展望 57 |
2.5 ブロック共重合体 59 |
ブロック共重合体が形成するミクロ相分離構造 59 |
ブロック共重合体のバルク材料への応用 61 |
ミクロ相分離薄膜への展開 62 |
ミクロ相分離の中での分子設計の可能性 66 |
2.6 エラストマー 70 |
エラストマーとは 70 |
分子設計および材料設計の指針 71 |
熱硬化性エラストマーの合成方法 73 |
熱可塑性エラストマーの合成方法 76 |
充填剤の構造 76 |
2.7 ゲル 81 |
ゲルとは 81 |
平衡膨潤と体積相転移 82 |
膨潤の動力学 84 |
ゲル化過程 85 |
平衡膨潤ゲルの弾性率 87 |
保水性と溶媒の透過係数 88 |
分子の拡散 88 |
力学強度と高強度ゲル 89 |
ゲルの表面摩擦 91 |
電気的な性質 92 |
超低摩擦新素材としての期待 93 |
2.8 特殊形状高分子 95 |
デンドリマー 95 |
ハイパーブランチポリマー 101 |
超高分子ポリマー 102 |
2.9 高分子ミセル 105 |
高分子のナノ会合体 105 |
さまざまな高分子ミセル 105 |
ブロック共重合体の合成 106 |
高分子ミセルの調製 107 |
キャラクタリゼーション 108 |
アプリケーション 110 |
2.10 高分子のナノ,マイクロ加工 114 |
ソフトマターの微細加工技術 114 |
自己組織化によるナノ・マイクロパターン化高分子薄膜の作製 117 |
微少水滴を鋳型にしたハニカムパターン化高分子薄膜の作製 117 |
ハニカムパターン化高分子薄膜の製膜機構 119 |
ハニカムパターン化高分子薄膜の構造制御方法 120 |
微小突起(ピラー)構造体の作製 121 |
微細加工された高分子薄膜の展望 123 |
3章 キャラクタリゼーション 125 |
3.1 分光学的解析 127 |
赤外吸収分光法 127 |
赤外吸収スペクトルの測定法 128 |
3.2 散乱手法を用いた解析 138 |
散乱法によるソフトマターのナノ構造解析 138 |
小角散乱法 138 |
光散乱法 142 |
反射率法 147 |
微小角射入射回折法・散乱法 150 |
3.3 三次元顕微鏡 152 |
三次元構造の把握の重要性 152 |
三次元顕微鏡の種類と守備範囲 152 |
共焦点レーザースキャン顕微鏡の高分子系材料への応用例 154 |
透過型電子線トモグラフィー法の高分子系材料への応用例 155 |
メゾスケールの三次元顕微鏡法 158 |
三次元顕微鏡のこれから 161 |
3.4 表面力測定 165 |
表面力測定とは 165 |
測定法 166 |
表面力の種類 170 |
表面力から見るソフトーターの特性 171 |
ずり測定によっ高分子のダイナミックス評価 176 |
今後の展開 178 |
3.5 レオロジー的性質 181 |
何が評価されるか 181 |
線形・非線形の粘弾性 181 |
変形量と測定量 182 |
装置 183 |
動的粘弾性測定によるレオロジー解析 184 |
定常せん断流測定によるレオロジー解析 185 |
レオロジー特性への温度の影響 187 |
ソフトマターのレオロジー 187 |
3.6ソフト界面の構造と物性 191 |
ソフト界面の定義 191 |
ソフト界面構造 191 |
ソフト界面のダイナミックス 196 |
4章 機能と応用 203 |
4.1 バイオナノ粒子 205 |
ソフトマターがつくる界面 205 |
バイオナノ粒子の診断応用 205 |
バイオナノ粒子の特異な機能 207 |
非架橋型ナノ粒子凝集 208 |
ソフトマター界面の応用可能性 210 |
4.2 センサー 212 |
センシング材料,センシングの場としての膜 212 |
界面濃縮効果を利用したセンシング 212 |
自己組織化単分子層による界面の修飾とセンシング 215 |
高分子膜修飾とセンシング 218 |
実用化に向けての改良点 219 |
4.3 ソフトマターを用いるバイオデバイス 222 |
バイオデバイスとバイオセンサー 222 |
FETセンサー発展の経緯と課題 223 |
遺伝子FETの基本原理 224 |
FETバイオセンサーの課題 225 |
動的界面を利用した“デバイ長フリー”なFET検出法 226 |
動的界面ゲートFETの信号変換メカニズム 228 |
バイオデバイスの将来展望 230) |
4.4 温度応答性ソフトインターフェース 233 |
ソフトインターフェース 233 |
温度応答性表面の調整と界面物性変化 234 |
温度応答性界面を利用した生体分子の分離 236 |
まとめ 241 |
4.5 細胞機能診断チップ 244 |
細胞機能解析用マイクロアレイチップに必要な高分子材料の機能 244 |
セルソーティングにおけるマイクロ流路機能 245 |
細胞機能解析チップ 249 |
セローム研究の発展に向けて 251 |
4.6 接着,粘着,摩擦 254 |
接着と粘着 254 |
摩擦 260 |
4.7 有機半導体デバイス 263 |
有機エレクトロニクス 263 |
電荷注入と輸送過程 265 |
有機半導体の電荷注入・輸送性の特異性 268 |
4.8 アクチュエーター 274 |
アクチュエーターの基本的な動作 274 |
ソフトアクチュエーター 275 |
イオン交換膜(IPMC) 275 |
導電性高分子 275 |
強誘電性エラストマー 281 |
ボリマーゲル 281 |
ヒドロゲル 281 |
カーボンナノチューブ 282 |
材料と用途の開発 282 |
4.9 機能性エラストマ 285 |
化学架橋性エラストマー 285 |
物理架橋性エラストマー 287 |
環動高分子材料290 |
索引 295 |
コラム |
1 レイヤーバイレイヤー 40 |
2 ハードディスク用ビットパターンドメディア 68 |
3 免震ゴム 77 |
4 タイヤ 78 |
5 97%石油外天然資源タイヤに使われているエラストマー 79 |
6 ナノマトリックス構造 164 |
7 シーラント 180 |
8 レオロジー制御が可能にした米粉100%による製パン技術 190 |
9 走査フォース顕微鏡 201 |
10 ソフトマターと生体分子を容易に測定できるHandy-SPRセンサー 221 |
11 細胞シート 243 |
12 接着テープ 262 |
13 ハードディスク 273 |
14 ゲルの圧電現象 283 |
15 有機溶媒を吸収するゲル 292 |