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透明、不透明、柔らかいもの、硬いものなどの材料に対応できる原子間力顕微鏡(AFM)。多様な物性を持つ高分子(ポリマー)の研究開発分野での活用事例などについてまとめています。
軽量であることや成形加工の容易さから、高分子(ポリマー)の利用範囲は年々拡大し、現在では日常生活になくてはならないものになっています。さらに、電子材料の分野でも盛んにポリマー材料が研究されており、無機系の材料がほとんどを占める電子デバイスの領域にも高分子(ポリマー)が利用され始めるのも近いのではと予想されています。こうした研究においては、高分子(ポリマー)を物質として捉えるため、構造解析が欠かせないものとなります。 高分子(ポリマー)の精密な形状測定はもちろんのこと、結晶化と融解のプロセスを観察することもできる原子間力顕微鏡(AFM)は、高分子(ポリマー)の構造観察において、非常に優れたツールとなります。
基材と薄膜界面近辺を測定することで、膜厚を正確に計測できる原子間力顕微鏡(AFM)は、高分子(ポリマー)の膜厚測定にも使われています。さらに、原子間力顕微鏡(AFM)は、精密な膜厚測定はもちろんのこと構造の可視化にも有用で、高分子(ポリマー)の物性評価や高分子膜の凹凸や膜厚分布を観察しトポグラフィの作成も可能です。
当サイトでは製品開発や基礎研究、品質管理のための「原子間力顕微鏡(AFM)3選」を紹介しています。以下リンクに掲載している、各社AFMの特徴や活用事例なども、ぜひご参考ください。
日々進歩を続ける高分子(ポリマー)の研究開発分野。2020年に、自ら伸びる超分子ポリマーの開発に成功した千葉大学の国際共同研究チームでは、原子間力顕微鏡(AFM)による観察が大きく貢献していました。仮説のもと行われた実験では、2種の分子を有機溶媒中で混ぜたのち、構造体を乾燥させて原子間力顕微鏡(AFM)で観察。さらに、溶液を加熱するなどの状況下で、これまでにない分解メカニズムを持っていることを明らかにしました。 ポリマーの物性は多様なこともあり、さまざまなレベルの研究に対応できる原子間力顕微鏡(AFM)は、非常に優れたツールであることを示しています。
参照元：千葉大学公式HP[PDF] (https://www.chiba-u.ac.jp/general/publicity/press/files/2020/20200402polymer.pdf)
ポリマーが接着剤として使用される場合、その粘着力は、ポリマーの構造物性に左右されることがわかっています。そのため、ポリマーの接着強度といっても、分子量やポリマー(接着剤)と被着体の両方の相互作用によって決定するため、相互作用力からポリマーの接着・粘着力を測定する必要があります。そこで、用いられるのが原子間力顕微鏡(AFM)であり、画像として表面性状を得るだけでなく、相互作用力を測定することも可能です。
国際的に認知され、世界中の研究施設や企業で広く使用されている原子間力顕微鏡(AFM)は、高品質で信頼性が高い証明となります。
そのため、海外拠点を多数持ち、手厚いメンテナンスやサポート体制をもつメーカーを選ぶことは重要です。
ここでは海外拠点が多く、公式HPにサービスやサポートについて記載されているメーカーの原子間力顕微鏡(AFM)をセレクト。次の3製品を、導入のご参考にチェックしてみてください。
【選定基準】
2023年10月20日時点、Google検索で「原子間力顕微鏡 メーカー」で検索結果100位までに表示された会社と、「AFM メーカー」で検索結果100位までに表示された会社、合計22社を調査。その中から、原子間力顕微鏡（AFM）の取り扱いがあり、サービスやサポートについて公式HPに明記しており、海外拠点数が多い大手グローバル企業3社をピックアップ。
