Elucidation of Ion-Specific Effects Involving Acid (H+) and Base (OH-) at Interfaces

• Project/Area Number: 25K00969
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13040:Biophysics, chemical physics and soft matter physics-related
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 甲賀 研一郎 岡山大学, 先鋭研究領域, 教授 (10315020)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡本 隆一 兵庫県立大学, 情報科学研究科, 特任准教授 (10636385)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2028: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2027: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2026: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2025: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
• Keywords: 電解質水溶液 / イオン特異的効果 / 界面 / 表面張力 / 理論モデリング

Outline of Research at the Start

電解質を水溶液に添加すると，気体分子から生体分子までの幅広い溶質分子の溶解度はイオン種に依存して低下（塩析）または増大（塩溶）する．このようなイオン種固有の物性変化「イオン特異的効果」は電解質水溶液の界面現象に深く関わり、溶解度の他に表面張力、高分子相転移、界面の濡れ性など、様々な物性にも現れる。本研究では独自のイオンモデルを開発し、気液、高分子-溶液、固体-溶液界面におけるイオン特異的効果の一般法則を解明し、水和プロトンや水酸化物イオンの特異な挙動の理解を目指す。特に、「水の界面はなぜ酸性になるのか」という根源的な問いに迫り、pHやイオン種による溶質の挙動制御への理論的指針を得る。