We have studied the domain structures and the viscoelastic properties of charged lipid monolayers at the air-water interface with an adsorbed polyelectrolytes. Coupling of flexible (PAAS:polyacrylic acid sodium salt) and semiflexible ($\lambda$ DNA) polyelectrolytes onto an oppositely charged lipid monolayer (DOTAP:dioleoyl trimethylammonium propane chloride) at the air-liquid interface leads distinctive collapse behavior with lateral compression. In both cases, trilayer domains form by nucleation growth mechanism followed by multilayer formation with further compression. The flexible chain induces circular, fluid domains while the semiflexible chain induces elongated, solid-like domains. These morphological differences show that the flexibility of adsorbed polymers strongly affects the rigidity of the lipid membrane. Next, we focused on the effects of the chain length. We have obtained informations about domain structure, comprssibility, dilational and shear surface viscosities. Within a low frequency range $(200Hz \sim 400Hz)$,using externally exited surface wave spectroscopy, the change of chain length of PSS(poly styrene sulfonic acid with sodium salt) in the subphase affects damping constant in surface wave. However at high frequency $(2kHz \sim 7kHz)$,using heterodyne surface wave spectroscopy, this tendency is dissapeared. Kramer`s dispersion relation which is good agreement with low molecular weight surfactant molecules can not explain our data. In this picture, we obtained negative dilational viscosities. But Harden`s general dispersion relation for viscoelastic polymer film can explain. This means that the surface waves are highly affected by adsorbed polymer.
본 학위 논문에서 공기-물 계면에서 흡착된 전하를 띤 고분자가 전하를 가진 인지질 단분자막에 흡착된 경우에 구조와 점탄성에 관해 연구하였다. flexible 고분자(PAAS:polyacrylic acid sodium salt)와 semiflexible 고분자($\lambda$ DNA)가 반대전하를 가진 인지질 단분자막에 흡착되었을 때 수평적인 압축에 대해서 굉장히 다른 붕괴현상을 보인다. 두가지 경우 모두에 대해서 계속적인 압축의 경우에 다층구조를 만들었다. 하지만 flexible 고분자의 경우에는 원형의 유체적인 성질을 가지는 구조를 형성하였고 semiflexible 고분자의 경우에는 길쭉한 모양의 고체적인 성질을 가지는 구조를 만들었다. 이러한 모양의 차이는 흡착된 고분자의 flexibility가 인지질 단분자막의 rigidity에 큰 영향을 미친다는 것을 보여준다. 다음으로 우리는 흡착된 고분자의 길이에 의한 영향을 보았다. 흡착된 막의 구조와 comprssibility, 그리고 dilational and shear surface viscosities를 측정하였다. 낮은 주파수 영역 $(200Hz \sim 400Hz)$에서는 고분자의 길이에 의한 변화가 표면파의 damping constant에 크게 영향을 끼쳤지만 높은 주파수 영역 $(2kHz \sim 7kHz)$ 에서는 이러한 경향성이 사라졌다. 낮은 분자량의 계면활성제의 경우에 잘 맞는 Kramer의 dispersion relation 을 이용해서는 우리의 결과를 설명할 수 없었다. 이 경우에 음수의 dilational viscosities을 얻을수 있었다. 하지만 점탄성의 고분자막의 경우에도 성립하는 Harden`s dispersion relation을 이용하여서는 우리의 결과를 성명할 수 있었다. 이것은 표면파가 흡착된 고분자막의 영향을 크게 받는다는 것을 의미한다.
