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複雑液体系の時間空間揺らぎによる振動数・時間領域振動分光シグナルの形状変化の解析

Research Project

Project/Area Number 20038022
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

鳥居 肇  Shizuoka University, 教育学部, 教授 (80242098)

Project Period (FY) 2008 – 2009
Project Status Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Keywords複雑液体系 / 液体構造 / 不均一性 / 時間空間揺らぎ / 振動分光 / ノンコインシデンス効果 / 2次元赤外
Research Abstract

複数成分から成る液体系の,分子レベル或いはナノメータースケールでの構造とその動的変化は,凝縮相系化学における基本問題の1つである。本研究は,振動数領域・時間領域振動分光シグナルの形状に現れる,共鳴的振動相互作用に由来する特徴を解析することにより,この間題にアプローチしようとするものである。今年度は以下の成果を得た。
(1) 水和tryptophan zipper 2を対象に,コヒーレント2次元赤外スペクトルの時間領域計算と,振動数揺らぎの挙動の解析を行った。水和tetraalanineの場合と同様,長時間領域(t=1-10ps)の振動数揺らぎがstretched exponential関数で良く近似できることが示された。また,そのβ値がペプチド基の水和の程度により変化することを見出した。
(2) N,N-dimethylformamide(DMF)の同位体混合液体のC=O伸縮振動モードを対象に,振動バンドの融合と強度分布の偏りを理論的に解析した。スペクトルの計算は,128分子系を対象に時間領域計算法により行った。Normal/^<13>C混合液体の場合には,両分子種のバンドは別々に現れているが,例えばモル分率χ_<normal>=0.5でも両バンドの強度比は1:1から大きく外れており,振動カップリングによって強度分布に偏りが生じていることが示された。また,normal/d_1混合液体の場合には,融合したバンドが現れ,振動カップリングの効果が顕著であることが示された。これらの振舞いは,モデル混合液体系を対象とした計算から得られたバンド形状のマップ,および実測スペクトルと比較検討を行い,良い一致が得られた。

Report

(2 results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2010 2009 2008

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (11 results)

  • [Journal Article] The influence of alkaline earth ions on the structural organization of acetone probed by the noncoincidence effect of the v(C=O) band : Experimental and quantum chemical results2010

    • Author(s)
      M.G.Giorgini
    • Journal Title

      Phys.Chem.Chem.Phys. 12

      Pages: 183-192

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The effect of microscopic inhomogeneities in acetone/methanol binary liquid mixtures observed through the Raman spectroscopic noncoincidence effect2009

    • Author(s)
      M.Musso
    • Journal Title

      J.Mol.Liq. 147

      Pages: 37-44

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nature of vibrational frequency modulations and the related one- and two-dimensional vibrational spectral features analyzed for the amide I mode of tetraalanine in aqueous solution2009

    • Author(s)
      H.Torii
    • Journal Title

      Mol.Phys. 107

      Pages: 1855-1866

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Influence of ions on the structural organization of dipolar liquids probed by the noncoincidence effect : Experimental and quantum chemical results2008

    • Author(s)
      M. G. Giorgini
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. B 112

      Pages: 7506-7514

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      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Effects of halogen bonding, hydrogen bonding, and liquid dynamics on the vibrational modes and spectra of the peptide group2010

    • Author(s)
      H.Torii
    • Organizer
      Third International Symposium on Molecular Theory for Real Systems
    • Place of Presentation
      京都大学 (京都市)
    • Year and Date
      2010-01-08
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  • [Presentation] アミド化合物の同位体混合液体における振動バンドの融合と強度分布の偏りに関する理論的解析2009

    • Author(s)
      鳥居肇
    • Organizer
      第23回分子シミュレーション討論会
    • Place of Presentation
      名古屋市中小企業振興会館 (名古屋市)
    • Year and Date
      2009-11-30
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    • Author(s)
      鳥居肇
    • Organizer
      第32回溶液化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ (新潟市)
    • Year and Date
      2009-11-18
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      H.Torii
    • Organizer
      平成21年度 日本分光学会年次講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学 (東京都)
    • Year and Date
      2009-11-16
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  • [Presentation] Nature of vibrational frequency modulations and the related one- and two-dimensional vibrational spectral features analyzed for the amide I mode of tetraalanine in aqueous solution2009

    • Author(s)
      H.Torii
    • Organizer
      EMLG/JMLG Annual Meeting 2009
    • Place of Presentation
      University of Salzburg (Salzburg, Austria)
    • Year and Date
      2009-09-08
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  • [Presentation] 多振動子共鳴相亙作用系を対象とした2次元赤外スペクトルの時間領域計算の効率化2009

    • Author(s)
      鳥居肇
    • Organizer
      第12回理論化学討論会
    • Place of Presentation
      東京大学 (東京都)
    • Year and Date
      2009-05-29
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  • [Presentation] Toward Efficient Time-Domain Calculations of 2D-IR Spectra2009

    • Author(s)
      H.Torii
    • Organizer
      14th International Conference on Time-Resolved Vibrational Spectroscopy
    • Place of Presentation
      The Inn and Spa at Mill Falls (Meredith, NH, USA)
    • Year and Date
      2009-05-14
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  • [Presentation] 水和ペプチド鎖の振動スペクトル形状と分子間相互作用・ダイナミクスの解析2008

    • Author(s)
      鳥居肇
    • Organizer
      第2回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡市)
    • Year and Date
      2008-09-27
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  • [Presentation] Time-Domain Theoretical Calculations of One- and Two-Dimensional Vibrational Spectra : Method and Applications2008

    • Author(s)
      H. Torii
    • Organizer
      The Fourth International Conference on Coherent Multidimensional Spectroscopy
    • Place of Presentation
      京都大学(京都市)
    • Year and Date
      2008-08-27
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Structural and Dynamical Characteristics Related to Time- and Frequency-Domain Vibrational Spectroscopic Signals of Resonantly Coupled Many-Oscillator Systems : The Cases of Liquids and Biomolecules2008

    • Author(s)
      H. Torii
    • Organizer
      The Second International Symposium on Molecular Theory for Real Systems
    • Place of Presentation
      岡崎コンファレンスセンター(岡崎市)
    • Year and Date
      2008-08-05
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Scheme of detecting microscopic inhomogeneity in binary liquid mixtures utilizing resonantly coupled vibrational modes2008

    • Author(s)
      H. Torii
    • Organizer
      7th Liquid Matter Conference
    • Place of Presentation
      Lund University (Lund, Sweden)
    • Year and Date
      2008-06-27
    • Related Report
      2008 Annual Research Report

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Published: 2008-04-01   Modified: 2018-03-28  

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