2次元の形状を有する粒子系の構造観察

Observation of the self-assembled structure of the two-dimensional particles system

山口 大輔; 宮元 展義*; 小泉 智; 橋本 竹治; 中戸 晃之*; 眞山 博幸*; 辻井 薫*

Yamaguchi, Daisuke; Miyamoto, Nobuyoshi*; Koizumi, Satoshi; Hashimoto, Takeji; Nakato, Teruyuki*; Mayama, Hiroyuki*; Tsujii, Kaoru*

異なる2つの物質のシート状粒子が形成する階層構造を中性子超小角・小角散乱法を用いて概観することにより、その相違点・類似点を包括的に論じた。得られた以下の結果について、高分子学会において口頭発表を行う。研究対象の第1の系は層状ニオブ酸結晶であるKNbOを単位層(以下、これをナノシートと称する)に剥離し、水中に分散させた、ナノシートコロイドであり、これはナノシートが極めて大きな異方性を有するために液晶相が現れる。第2の系はワックスの一種であり、また超撥水表面を形成することでも知られているアルキルケテンダイマー(AKD)のリン片状結晶をテンプレートに用いて作製したシリカ多孔体である。これら2つの系において現れる階層構造はともに次のような特徴を有する。(1)近接する粒子間には(位置)の相関があり、その相関に起因した散乱極大が現れる。(2)さらに大きな空間スケールにおいては、散乱極大を与えるような構造は現れず、代わってフラクタル的な構造が現れる。

The hierarchical structures composed of two-dimensional particles were observed via ultra-small-angle scattering method. We have investigated two systems: (1) exfoliated KNbO nanosheet colloidal dispersion, (2) porous silica fabricated from alkylketene dimer template. Although the physical and chemical structures and properties are largely different in these two systems, a similar point to them is regarded as below. The thickness of the constituent particles is ranging from a few nanometers to several tens of nanometers. Various fractal-like power-law scattering were obtained in the ultra-small angle scattering region reflecting the difference in the self-assembly of the particles.