Aquatic Functional Materials: Creation of New Materials Science for Environment-Friendly and Active Functions

Abstract

金沢大学ナノ生命科学研究所本研究ではFM-AFM・3D-SFMのための高速・広域走査機構の開発に取り組み、本技術を幅広い材料／水界面のサブナノスケール解析へ用いるための技術基盤を確立することを目的としている。これまでに、3D-SFMコントローラのデータ収録システムの改善に取り組み、固液界面の３次元サブナノスケール構造を高速に捉えることに成功している。また、広域走査が可能な走査機構（スキャナ）の開発にも取り組み、上記と組み合わせることで高速広域走査を実現した。今年度は、開発した装置の実用性を実証するため、幅広い結晶や材料と水の界面のAFM計測に取り組んだ。まずはカルサイト（CaCO3）結晶表面に形成されたエッチピットの純水中での構造変化をサブナノスケールでその場観察した。（J. Phys. Chem. Lett., 2021）。また、飽和溶液中で成長するカルサイトのステップ端の動的な構造変化を原子分解能で捉え、溶解過程で見られた遷移領域が成長過程のステップ端においても存在することを明らかにした（Faraday Discuss., 2022）。また、材料として、螺旋ポリマーの凹凸を液中においてサブナノスケールで可視化した（Chem. Commum., 2021）他、新学術領域内共同研究を通して様々な材料の表面・固液界面構造を計測した。このように、本研究で開発したシステムが幅広い材料／水界面の構造解析へ応用できることを実証した。研究課題/領域番号:20H05212, 研究期間(年度):2020-04-01 – 2022-03-31出典：研究課題「高速広域３次元走査型力顕微鏡による固液界面構造・現象の原子・分子スケール計測」課題番号20H05212（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PUBLICLY-20H05212/）を加工して作