課題番号 ：S-15-NU-0025
利用形態 ：技術代行
利用課題名（日本語） ：両親媒性ブロック共重合体薄膜のミクロ相分離構造解析
Program Title (English) ：Structural Analysis for Amphiphilic Block Copolymer Films
利用者名（日本語） ：藪　浩
Username (English) ：H. Yabu
所属名（日本語） ：東北大学多元物質化学研究所
Affiliation (English) ：IMRAM, Tohoku University

１．概要（Summary ）
ポリスチレンとポリ(ジヒドロキシスチレン)からなる両親媒性ブロック共重合体(ポリスチレン-b-ポリ(ジヒドロキシスチレン))を合成し、薄膜にした後、片成分を金属メッキ化する研究を行っている。本支援では、前年度に引き続き、この両親媒性ブロック共重合体の薄膜中のモルフォロジーを斜入射小角X線散乱(GI-SAXS)にて測定する実験を行った。

２．実験（Experimental）
カテコール基をメチル保護したポリスチレン-b-ポリ(ジヒドロキシスチレン)前駆体および脱保護後のポリスチレン-b-ポリ(ジヒドロキシスチレン)のそれぞれ薄膜の小角X線散乱測定を行った。X線散乱装置には、Rigaku FR-E/R-AXIS IVを用い、斜入射測定には、斜入射ステージを使用した。

３．結果と考察（Results and Discussion）
Figure 1にポリスチレン-b-ポリ(ジヒドロキシスチレン)前駆体(a)および脱保護後のポリスチレン-b-ポリ(ジヒドロキシスチレン)(b)の二次元GI-SAXS像と一次元散乱プロファイルを示す。前駆体は、約q = 0.21 nm-1 (d = 30.8 nm)に面内方向の一次ピークを示した。一方、脱保護後も、同様に面内方向に約q = 0.20 nm-1 (d = 31.6 nm)に一次ピークを示したものの、散乱強度が弱くなった。前駆体および脱保護後のポリマーは、透過型電子顕微鏡像からスフィア構造のモルフォロジーを示していることがわかっており、脱保護後もモルフォロジー変化がないことが明らかとなった。
スフィア構造のモルフォロジーに由来する散乱にも関わらず、本斜入射測定の結果は、面内方向のみの散乱のみが観察された。薄膜資料の場合、散乱に関わる（ラウエの条件式による）繰り返し構造が、基板に対して平行方向には無限にあるのに対し、膜厚方向には数ユニットであ。よって、スフィア構造の構造規則性が低い試料では、繰り返し構造が多い面内方向の散乱が優先的に起こったものと推察できる。

Figure 1. A 2D GI-SAXS image (top) and an in-plane 1D profile (bottom) for a precursor (a) and polystyrene-b-poly(di hydroxyl styrene) (b) films.

４．その他・特記事項（Others）
なし

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
(1) Y. Saito, T. Higuchi, H. Jinnai, M. Hara, S. Nagano, Y. Matsuo, H. Yabu, Macromol. Chem. Phys., Vol. 217（2016）p.p. 726-734.

６．関連特許（Patent）
なし