| 注 : [ぐん]剣萍は、現物の表記と異なります |
| |
| 【序論】 |
| 第1章 高分子表面・界面分析技術の概論と今後の展望（中山陽一） |
| 1. はじめに 3 |
| 2. 表面分析手法（ESCA，TOF-SIMS，SPM） 6 |
| 2.1 X線光電子分光法（ESCA） 6 |
| 2.2 飛行時間型二次イオン質量分析法（TOF-SIMS） 11 |
| 2.3 走査型プローブ顕微鏡（SPM） 14 |
| 2.4 関連技術 17 |
| 2.5 標準試料・実用試料とスペクトルシミュレーション 19 |
| 3. おわりに 19 |
| 【高分子表面・界面の評価・解析方法】 |
| 第2章 表面・界面分析法による材料のスペクトル解析―実測スペクトルとシミュレーションから何が分かるか―（遠藤一央） |
| 1. はじめに 27 |
| 2. 量子化学及び量子分子動力学理論の概要 27 |
| 3. X線光電子及びオージェ電子スペクトル 28 |
| 3.1 気体分子のC1sスペクトル 29 |
| 3.2 固体効果 29 |
| 3.3 高分子のC1sスペクトル解析 30 |
| 3.4 価電子帯光電子スペクトルを用いた炭素同素体薄膜の（ダイヤモンド／グラファイト）割合の判別法 31 |
| 3.5 イオンビーム照射したキトサンのX線光電子スペクトルの理論的解析 32 |
| 3.6 第二周期元素含有物質の価電子帯光電子及びKLLオージェ電子スペクトル解析 34 |
| 4. 有機物質のNMRスペクトル解析 35 |
| 4.1 メタンハイドレートの局所構造解析 35 |
| 4.2 糖類のC核NMR化学シフトの量子化学計算 37 |
| 4.3 ポリスチレン・ポリイソプレンブロック共重合体のダイナミクス 38 |
| 5. 量子分子動力学法による高分子の熱分解過程 39 |
| 5.1 量子分子動力学法とポリマーの熱分解過程 39 |
| 5.2 TOF-SIMSスペクトル 41 |
| 第3章 X線光電子分光を用いた薄膜材料解析の最新技術と応用（前川敏彦） |
| 1. はじめに 44 |
| 2. X線光電子分光法の原理 44 |
| 3. 解析技術と事例 45 |
| 3.1 化学シフトとマイクロ機能を用いた解析 45 |
| 3.2 薄膜内の素材分布解析 46 |
| 3.2.1 低角斜め切削／イメージング法 46 |
| 3.2.2 イオンスパッター法 47 |
| 3.2.3 角度分解法 49 |
| 3.3 理論計算を用いたピーク帰属と表面化学構造解析 52 |
| 4. 今後の展望 54 |
| 第4章 TOF-SIMSによる高分子材料の表面及び深さ方向分析（村瀬篤） |
| 1. はじめに 56 |
| 2. 原理 56 |
| 3. TOF-SIMSの高分子材料分析への応用 58 |
| 3.1 一次構造（分子量，末端構造） 58 |
| 3.2 高次構造 61 |
| 3.3 添加剤の組成及び分散状態 61 |
| 3.4 表面処理の評価 63 |
| 3.5 異種高分子界面の評価 64 |
| 4. まとめ 67 |
| 第5章 凍結XPS，TOF-SIMSによる湿潤状態の高分子表面解析（菊間淳） |
| 1. はじめに 69 |
| 2. 凍結XPS 70 |
| 3. 凍結TOF-SIMS 73 |
| 4. おわりに 78 |
| 第6章 SPMによる高分子材料表面のモルフォロジー評価（岩佐真行） |
| 1. はじめに 80 |
| 2. 走査型プローブ顕微鏡（SPM）について 80 |
| 2.1 SPMの装置構成 80 |
| 2.2 カンチレバー 81 |
| 2.3 試料前処理 82 |
| 3. SPMによる力学物性評価 83 |
| 3.1 マイクロ粘弾性顕微鏡（VE-AFM） 84 |
| 3.1.1 測定原理 84 |
| 3.1.2 測定事例 85 |
| 3.2 吸着力顕微鏡（adhesion mode） 85 |
| 3.2.1 測定原理 85 |
| 3.2.2 測定事例 85 |
| 3.3 共振モード位相測定（DFM/Phase Mode） 86 |
| 3.3.1 測定原理 86 |
| 3.3.2 測定事例 87 |
| 4. 温度制御下でのモルフォロジー観察 88 |
| 5. まとめ 90 |
| 第7章 ポリマー分子の一本鎖構造と組織化過程のAFM観察（小野昇子） |
| 1. はじめに 92 |
| 2. 原子間力顕微鏡の基礎 93 |
| 2.1 原子間力顕微鏡の原理 93 |
| 2.2 動作方式 94 |
| 2.3 測定技術の課題と具体的解決策 95 |
| 2.3.1 試料の固定方法 95 |
| 2.3.2 測定雰囲気・測定条件・測定方法 95 |
| 2.3.3 ノイズの除去方法 95 |
| 3. 原子間力顕微鏡を用いた高分子の観察 95 |
| 3.1 高分子一本鎖の観察 95 |
| 3.1.1 汎用合成高分子，PS-b-PMMA 96 |
| 3.2 高分子の組織化 97 |
| 3.2.1 LB法で固定した高分子二次元組織化構造 97 |
| 3.2.2 オレフィン系ポリマー 100 |
| 4. おわりに 102 |
| 第8章 赤外分光法による高分子材料のデプスプロファイル（西岡利勝） |
| 1. アイソタクチックポリプロピレン（iPP）ラミネートフィルムの滑り性低下機構の解析 104 |
| 1.1 はじめに 104 |
| 1.2 実験 105 |
| 1.2.1 試料 105 |
| 1.2.2 FT-IR全反射吸収法によるフィルム表面の滑剤測定 105 |
| 1.2.3 XPSによるフィルム表面の滑剤測定 105 |
| 1.2.4 FT-IR法による滑剤と接着剤との相互作用の測定 105 |
| 1.2.5 フィルム表面の動摩擦力の測定 105 |
| 1.3 結果及び考察 106 |
| 1.3.1 フィルム表面の滑剤と滑り性との関係 106 |
| 1.3.2 滑剤と接着剤との分子間相互作用 110 |
| 1.4 結論 112 |
| 2. シンクロトロン放射光を光源とした顕微赤外イメージングによるハイ・インパクトポリプロピレン粒子内のエチレン-プロピレン共重合体の組成分布解析 113 |
| 2.1 はじめに 113 |
| 2.2 触媒Cを用いて気相重合法により合成されたhiPPパウダーのエチレン濃度分布 115 |
| 2.3 SPring-8における触媒Cを用いて気相重合法により製造されたhiPPパウダーのエチレン濃度分布 117 |
| 2.4 リニアアレイ検出器を搭載した顕微FT-IR装置によるイメージング測定 122 |
| 第9章 赤外・ラマン分光法による高分子材料の表面解析（佐藤春実，森田成昭） |
| 1. はじめに 126 |
| 2. 生体適合性高分子の水和構造の評価 126 |
| 3. 生分解性高分子薄膜の結晶配向 132 |
| 4. ラマンマッピング法を用いた高分子の表面解析 134 |
| 5. おわりに 135 |
| 第10章 光学顕微鏡・電子顕微鏡を用いた三次元可視化技術（加藤淳） |
| 1. はじめに 138 |
| 2. 三次元樹脂断面観察（3D/N-ARC）法 139 |
| 2.1 ポリアミド樹脂成形品ゲート付近の樹脂流れ 142 |
| 2.2 ポリアミド樹脂の熱板溶着界面 142 |
| 3. 収束イオンビーム（FIB）／走査型電子顕微鏡（SEM） 143 |
| 3.1 ポリプロピレン（PP）樹脂中のシリカ粒子の分散状態 144 |
| 3.2 変性SEBS/PPブレンド中の炭酸カルシウム（CaCO3）の分散状態 145 |
| 4. 三次元透過型電子顕微鏡（3D-TEM） 147 |
| 4.1 加硫天然ゴム中のカーボンブラック（CB）の凝集・分散構造と物性 148 |
| 4.2 各種CBの表面特性とCB充てんゴムの熱的性質 155 |
| 5. おわりに 160 |
| 第11章 近接場光学顕微鏡による高分子薄膜・表面領域のナノ空間観察（青木裕之，伊藤紳三郎） |
| 1. はじめに 164 |
| 2. 近接場光学顕微鏡 165 |
| 3. 高分子材料の構造解析 167 |
| 3.1 単一高分子鎖の直接観察 167 |
| 3.2 高分子超薄膜の相分離 171 |
| 4. 延伸下における単一高分子鎖レベル変形挙動 172 |
| 5. おわりに 174 |
| 第12章 陽電子消滅法による高分子の研究（小林慶規） |
| 1. はじめに 176 |
| 2. 陽電子消滅法の原理 176 |
| 2.1 陽電子の寿命 176 |
| 2.2 消滅γ線のドップラー拡がりと角度相関 178 |
| 3. 実験法 179 |
| 3.1 高エネルギー陽電子による陽電子消滅測定 179 |
| 3.2 低速陽電子ビームによる測定 182 |
| 4. 陽電子消滅法の高分子への応用例 183 |
| 5. まとめ 187 |
| 第13章 高輝度放射光X線による微小部分析技術の開発とその応用（小寺賢） |
| 1. はじめに 189 |
| 2. シンクロトロン放射光の特徴 189 |
| 3. 微小部分析用プローブとしての放射光X線 191 |
| 4. 放射光マイクロビームX線回折 194 |
| 5. おわりに 198 |
| 【表面・界面研究への提言・機能現象の機構解析】 |
| 第14章 異種固体界面におけるガラス転移温度（田中敬二，長村利彦） |
| 1. 緒言 203 |
| 2. 実験 204 |
| 3. 結果および考察 205 |
| 3.1 蛍光ダイナミクスの膜厚依存性 205 |
| 3.1.1 蛍光強度 205 |
| 3.1.2 蛍光寿命 206 |
| 3.1.3 蛍光偏光解消 208 |
| 3.2 界面ガラス転移温度とその深さ依存性 209 |
| 3.2.1 界面ガラス転移温度 210 |
| 3.2.2 深さ依存性 211 |
| 3.2.3 分子量依存性 212 |
| 3.2.4 膜厚依存性 212 |
| 4. 結言 213 |
| 第15章 異種高分子界面のナノ構造解析と材料物性（扇澤敏明） |
| 1. はじめに 215 |
| 2. 界面厚み 216 |
| 2.1 分光学的手法 216 |
| 2.2 形態学的手法 218 |
| 3. 反応系高分子―高分子界面 221 |
| 4. 界面構造と接着性 223 |
| 5. おわりに 226 |
| 第16章 フィラーの形状制御および成形体の構造制御による複合材料の高性能化（野村学） |
| 1. はじめに 228 |
| 2. フィラー形状と複合材料物性 228 |
| 3. GF強化樹脂の形状制御（繊維長制御） 230 |
| 4. GF強化樹脂の形状制御（断面形状の制御） 235 |
| 5. GFの特性を活用した成形体の構造制御 236 |
| 6. 界面を活用した成形体の構造制御 238 |
| 7. まとめ 241 |
| 第17章 固体基板近傍における高分子材料のマルチスケール解析（森田裕史） |
| 1. はじめに 243 |
| 2. 固体基板に対する高分子鎖の相互作用 244 |
| 3. ナノスケールにおけるゴム球の引き剥がしのダイナミクス 246 |
| 4. ミクロンスケールにおけるゴム球の引き剥がしのダイナミクス 249 |
| 5. ミクロとマクロのスケールにおける関係 251 |
| 6. おわりに 252 |
| 第18章 高分子機能界面の複合解析から形成過程の動的解析へ（黒田孝二） |
| 1. はじめに 254 |
| 2. 21世紀の界面課題ソリューション 254 |
| 3. 印刷産業の界面課題ソリューションの蓄積 255 |
| 3.1 1～10nm深さ領域の機能発現 255 |
| 3.1.1 UV硬化保護膜の表面滑り不良対策例 256 |
| 3.1.2 昇華転写用受像紙の離型性能の安定化 256 |
| 3.2 1nmより浅い領域の機能の重要性 257 |
| 3.2.1 液晶カラーフィルター表示不良改善事例 257 |
| 3.2.2 帯電防止剤の最表面分布の複合解析例 257 |
| 3.2.3 半導体，バイオ関連の極表面解析 258 |
| 4. 分析のソリューションフロー 259 |
| 5. 熟練者の眼線で“見る”⇒“知る”を科学の目で追跡する 259 |
| 5.1 人を知るようにモノを知る 259 |
| 5.2 “見る”技術の発展でモノの“動きを知る”⇒“操る” 260 |
| 5.3 ナノ領域で起きる微細な挙動は次に起きる大きな動きを左右する 261 |
| 5.4 乾燥工程で起きるナノからマクロへの構造発展挙動を“知る”⇒“操る” 263 |
| 5.5 材料とプロセスのハーモニーでモノを“操る” 263 |
| 6. ソリューション感性の育み 264 |
| 6.1 ソリューションパワーを引き出すビジュアル化 264 |
| 6.2 “七み”を使ってよく“みる” 265 |
| 7. 現場の“手応え感”をナノレベルからの構造発展までに拡張する「動的計測技術」の開発へ 266 |
| 8. 21世紀のモノづくりの発展とサイエンスイノベーションに向けて 268 |
| 8.1 ものづくりを支える現場の感性の大切さ 268 |
| 8.2 平衡論からダイナミクスへのサイエンスイノベーション 268 |
| 8.3 感性とサイエンスのハーモニー 269 |
| 第19章 大気圧低温プラズマジェットによる薄膜生成（黒田真一） |
| 1. はじめに 271 |
| 2. 大気圧プラズマジェットの発生方法 272 |
| 2.1 OpenairTMプラズマトーチ 272 |
| 2.2 CPPLATプラズマトーチ 273 |
| 3. CVDへの応用 275 |
| 3.1 OpenairTMによるCVD 275 |
| 3.2 CAPPLATによるCVD 275 |
| 4. おわりに 277 |
| 【高分子の表面改質・設計とトライボロジー】 |
| 第20章 高分子のトライボロジー特性―基礎から最新動向まで（甲本忠史） |
| 1. トライボロジーの基礎 281 |
| 1.1 トライボロジーの歩み 281 |
| 1.2 接触面の変形 281 |
| 1.3 摩擦 282 |
| 1.3.1 すべり摩擦 282 |
| 1.3.2 ころがり摩擦 282 |
| 1.4 摩耗 282 |
| 1.4.1 比摩耗量 282 |
| 1.4.2 限界PV値 283 |
| 2. 高分子のトライボロジー 283 |
| 2.1 従来の研究 283 |
| 2.1.1 高分子材料のすべり摩擦挙動 283 |
| 2.1.2 高分子材料の摩耗挙動 284 |
| 2.1.3 高分子トライボマテリアル 284 |
| 2.2 高分子トライボロジーのモルフォロジー研究 284 |
| 2.2.1 従来のモルフォロジー研究 284 |
| 2.2.2 カーボンレプリカ法 284 |
| 2.2.3 ポリエチレンの摩擦・摩耗表面 285 |
| 2.2.4 アイソタクチックポリプロピレン（PP） 286 |
| 2.2.5 ポリマーアロイ 287 |
| 2.2.6 架橋高分子材料 288 |
| 2.3 ハイブリッド歯車 288 |
| 3. おわりに 290 |
| 第21章 濃厚ポリマーブラシのトライボロジー（辻井敬亘） |
| 1. 濃厚ブラシとは 291 |
| 2. ブラシ合成 292 |
| 3. ブラシ構造と立体斥力 293 |
| 4. ミクロトライボロジー特性 295 |
| 5. マクロトライボロジー特性 298 |
| 6. おわりに 299 |
| 第22章 高分子ゲルの表面滑り摩擦（中野征洋，[ぐん]剣萍） |
| 1. ゲルの摩擦と固体摩擦の違い 301 |
| 2. ゲル摩擦の吸着・反発モデル 304 |
| 2.1 反発系 305 |
| 2.1.1 反発界面での溶媒層の厚さ 305 |
| 2.1.2 せん断摩擦力 307 |
| 2.2 吸着系 307 |
| 2.2.1 吸着の分子モデル（弱い吸着相互作用の場合） 307 |
| 2.2.2 吸着の連続体モデル（強い吸着相互作用） 309 |
| 3. 摩擦基板の親・疎水性（吸着の強さ）の効果 311 |
| 3.1 測定系について 311 |
| 3.2 親水性の強さの異なる基板に対するゲルの摩擦 311 |
| 4. 高分子溶液中でのゲルの摩擦 315 |
| 5. まとめ 315 |
| 第23章 ナノスケールの表面形状と凝着力及び摩擦力との関係（安藤泰久） |
| 1. はじめに 317 |
| 2. 集束イオンビーム（FIB）を利用した突起配列の作製 318 |
| 3. 突起配列上への単分子膜の形成 321 |
| 4. AFMを利用した摩擦力の測定方法 321 |
| 5. 突起配列上の引離し力と摩擦力 324 |
| 5.1 摩擦力と引離し力の関係 324 |
| 5.2 曲率半径及びナノスケールの表面粗さと引離し力の関係 325 |
| 5.3 材質の影響 327 |
| 5.4 単分子膜被覆の影響 328 |
| 6. まとめ 331 |
| 【バイオとデバイスにおけるナノ界面の解明】 |
| 第24章 バイオマテリアルにおける有機無機界面の創製と機能発現（生駒俊之，田中順三） |
| 1. はじめに 335 |
| 2. ウロコのコラーゲンにみる有機・無機複合構造 336 |
| 2.1 原子間力顕微鏡による観察 337 |
| 2.2 透過型電子顕微鏡によるウロコの構造と元素分布 339 |
| 3. コラーゲンとアパタイトの複合ミクロ孔構造の創出とその機能 341 |
| 3.1 合成方法と機械物性 341 |
| 3.2 生体内における反応 342 |
| 4. おわりに 344 |
| 第25章 DNA二重鎖内の脱塩基空間を反応場とする遺伝子分析（寺前紀夫，西澤精一，佐藤雄介，市橋俊希） |
| 1. はじめに 346 |
| 2. DNA高次構造の検討 348 |
| 3. 塩基選択性を有する蛍光リガンド 349 |
| 3.1 塩基選択的蛍光リガンド 349 |
| 3.2 置換基導入による結合能の向上 350 |
| 3.3 熱力学的パラメータの算出 352 |
| 3.4 脱塩基部位のDNA構造とリガンドへのメチル基導入の効果 354 |
| 3.5 蛍光応答に対する脱塩基空間隣接塩基の効果 355 |
| 4. 蛍光性リガンドによるSNP検出 356 |
| 第26章 ナノデバイス界面での超高速電子移動の解明と制御（古部昭広） |
| 1. はじめに 359 |
| 2. 実験 361 |
| 2.1 フェムト秒過渡吸収分光システム 361 |
| 2.2 フェムト秒過渡吸収顕微分光システム 362 |
| 2.3 試料 362 |
| 2.3.1 酸化チタン光触媒ナノ粒子膜 362 |
| 2.3.2 色素増感半導体ナノ粒子膜 363 |
| 2.3.3 P3HT/PCBM有機ブレンド膜 364 |
| 3. フェムト秒過渡吸収の測定結果と考察 364 |
| 3.1 酸化チタン光触媒ナノ粒子膜 364 |
| 3.2 色素増感半導体ナノ粒子膜 366 |
| 3.3 P3HT/PCBM有機ブレンド膜 368 |
| 4. まとめ 369 |
| 第27章 燃料電池の効率向上に向けた界面の役割と劣化メカニズムの解明（片桐元） |
| 1. はじめに 372 |
| 2. 電解質膜の構造解析 373 |
| 3. クラスターの評価 375 |
| 4. 触媒層中のアイオノマーの評価 377 |
| 5. 排出水の分析 378 |
| 6. 触媒の評価 378 |
| 7. カーボンの評価 380 |
| 8. おわりに 381 |
| 【電子機器分野における高分子の表面・界面】 |
| 第28章 リチウムイオン二次電池における高分子表面・界面の役割（吉野彰） |
| 1. はじめに 385 |
| 2. リチウムイオン二次電池の概要 385 |
| 2.1 リチウムイオン二次電池とは 385 |
| 2.2 リチウムイオン二次電池市場の状況 386 |
| 2.3 リチウムイオン二次電池の基本構成材料と構造 386 |
| 3. リチウムイオン二次電池のセパレータとその機能 388 |
| 4. リチウムイオン二次電池のバインダーとその機能 391 |
| 5. おわりに 394 |
図書