エリプソメトリックポロシメトリーによるメソポーラスシリカ材料の内部濡れ性調査

シリカベースのメソポーラス薄膜は、高い表面積、制御された多孔性、合成の容易さと調整可能性などの独自の特性により、反射防止コーティング、バイオ・化学センシングデバイスなどの先進的機能性材料の製造に広く応用されてきた。細孔構造の正確な知識は極めて重要であり、正確な特性評価ツールの必要性が浮き彫りとなっている。この観点から、エリプソメトリックポロシメトリーは、多種多様なメソポーラス薄膜の全多孔率、細孔径、細孔径分散、機械的特性（ヤング率）および表面積に関する信頼性の高い情報を提供する、強力かつ汎用性の高い特性評価プラットフォームである。

Kelvin方程式を用いた毛管凝縮モデリングの基礎的枠組みは十分に確立されているが、メソポーラス構造の内部濡れ性という1つの記述子は、信頼性の高い材料特性評価にとって依然として困難な変数である。ナノスケールでの濡れは従来の液滴形状法では観察できず、巨視的特性による内部濡れの近似は、2つの濡れ挙動が必ずしも相関しないため不正確になり得る。ここでは、官能化メソポーラスシリカ薄膜の内部接触角を決定するための真空エリプソメトリックポロシメトリーに基づく手法を提示する。既知のメソポーラス構造に対するメチル官能化による表面エネルギーの調整により、各種吸着質（水、メタノール、トルエン、シクロヘキサン）の細孔充填の差異をその内部接触角に関連付けることができた。本研究は、広範な有機吸着質およびメソポーラス吸着材料に適した一般化された内部接触角決定のガイドとして機能する。

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