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負吸着性化学種の気液界面単分子膜での濃縮と膜中拡散機構のオペランド解析

Publicly Offered Research

Project AreaMolecular Soft-Interface Science
Project/Area Number 23106710
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

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

Principal Investigator

長谷川 健  京都大学, 化学研究所, 教授 (30258123)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2012: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2011: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords気液界面 / 赤外分光法 / オペランド解析 / 構造異方性 / 分子界面 / Langmuir膜 / 偏光変調赤外分光法 / XAFS分光法 / 金属イオンの配位構造 / 有機薄膜構造 / 溶媒和構造 / 再配向ダイナミクス
Outline of Annual Research Achievements

平成24年度は,ソフトインターフェースの理解に重要な視点を与えると思われる,微量分子水が果たす界面薄膜や高分子の構造変化に関する研究を,分光学的に実施した.
赤外反射吸収(RA)法は,金属表面に吸着した分子を高感度に測定できる方法として有用であると同時に,膜面に垂直な遷移モーメントを選択的に観測できる表面選択律によって,官能基単位で分子配向解析ができる点でも優れた分光分析法である.原理的にあらゆる金属表面が使える点も特筆すべきだが,実際には化学的に安定な金がよく用いられる.
一般に金属は高い表面エネルギーをもつことから,理屈の上ではすべての金属は高い親水性を示す.しかし,実際に金の表面に水を垂らすと水滴は丸くなり,むしろ疎水性が強い印象がある.この点は古くから議論され,1980年ころに理論と実験両面から一つの結論に達した.すなわち,完璧にクリーンな表面は親水性を示すが,わずかにコンタミが付いただけで親水性が急激に低下する.実際,金基板は電気化学的に酸化還元サイクルを与えたり,炎で焼いたり,強い酸化剤によって表面を化学処理するなど,厳しく清浄化した直後だけ親水性を示す.一般によく用いられる,有機溶媒を用いた超音波洗浄程度では,疎水性表面になる.
金基板をLangmuir-Blodgett(LB)膜の基板として用い,水面上に展開した単分子膜を垂直法で引き上げると,この疎水性が災いして,きわめて低い転写率しか得られない場合がある.これまで,転写率の悪いLB膜を研究した報告例はほとんどなく,疎水性表面での吸着分子の挙動は全くわかっていなかった.
本研究では,疎水的な金表面に弱く吸着したステアリン酸分子が,空気中の水分に影響を受けて大きな配向変化を示す様子を,赤外RA法に加えて偏光変調赤外反射吸収分光法(PM-IRRAS)を組み合わせることで解析した.

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (47 results)

All 2013 2012 2011 2007

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (38 results) (of which Invited: 3 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Surface Modification of Siliceous Materials Using Maleimidation and Various Functional Polymers Synthesized by Reversible Addition Fragmentation Chain Transfer Polymerization2012

    • Author(s)
      Hirokazu Seto, Masaki Takara, Chie Yamashita, Tatsuya Murakami, Takeshi Hasegawa, Yu Hoshino, Yoshiko Miura
    • Journal Title

      ACS Appl. Mater. Interfaces

      Volume: 4 Issue: 10 Pages: 5125-5133

    • DOI

      10.1021/am301637q

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Correlation between the Local OH Stretching Vibration Wavenumber and the Hydrogen Bonding Pattern of Water in a Condensed Phase : Quantum Chemical Approach to Analyze the Broad OH Band2012

    • Author(s)
      Takafumi Shimoaka, Takeshi Hasegawa, Keiichi Ohno and Yukiteru Katsumoto
    • Journal Title

      J. Mol. Struct

      Volume: 1029 Pages: 209-216

    • DOI

      10.1016/j.molstruc.2012.09.038

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      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dynamic Rearrangement of Stearic Acid Molecules Adsorbed on a Gold Surface Induced by Ambient Water Molecules Studied by Infrared Spectroscopy2012

    • Author(s)
      Takafumi Shimoaka, Yuki Itoh, and Takeshi Hasegawa
    • Journal Title

      J. Phys. Chem

      Volume: C116 Issue: 32 Pages: 17142-17148

    • DOI

      10.1021/jp305828c

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  • [Journal Article] Polarization Dependence of Raman Scattering from a Thin Film Involving Optical Anjsotropy Theorized for Molecular Orientation Analysis2012

    • Author(s)
      Y Itoh and T. Hasegawa
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry A

      Volume: 116 Issue: 23 Pages: 5560-5570

    • DOI

      10.1021/jp301070a

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    • Author(s)
      Maiko Muro, Makoto Harada, Tetsuo Okada, Takeshi Hasegawa
    • Journal Title

      Journal of Physical Chemistry B

      Volume: 116 Issue: 10 Pages: 3148-3154

    • DOI

      10.1021/jp212028d

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  • [Journal Article] MAIRSスペクトル測定による金属微粒子薄膜のプラズモン着色の解析2012

    • Author(s)
      長谷川健
    • Journal Title

      色材協会誌

      Volume: 86 Pages: 106-113

    • NAID

      10031160370

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    • Author(s)
      Akiyoshi Kasuya, Yuki Itoh, Tetsuo Okada, Masatoshi Osawa, Yukina Takahashi, Emiko Kazuma, Tetsu Tatsuma, Takeshi Hasegawa
    • Journal Title

      Physical Chemistry Chemical Physics

      Volume: 13 Issue: 20 Pages: 9691-9696

    • DOI

      10.1039/c1cp20152b

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  • [Presentation] 界面が線形分光法に与える影響2013

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      H24年度日本分光学会中部支部北陸ブロック第2回講演会
    • Place of Presentation
      福井大学
    • Year and Date
      2013-02-28
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      長谷川健
    • Organizer
      第30回高分子表面研究会講座
    • Place of Presentation
      東京理科大学
    • Year and Date
      2012-07-06
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  • [Presentation] Analysis of Polymer-Surface Coatings Using Infrared External-Reflection Spectrometry (Plenary Talk)2012

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      Takeshi Hasegawa
    • Organizer
      SciX 2012 (FACSS)
    • Place of Presentation
      Kansas City, MO, USA
    • Year and Date
      2012-05-12
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  • [Presentation] 直鎖ポリメチレン鎖のall-in-phase対称伸縮振動のフマンテンソルの再考2012

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      伊藤雄樹, 長谷川健
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶応大学(横浜)
    • Year and Date
      2012-03-27
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      下赤卓史, 長谷川健
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶応大学(横浜)
    • Year and Date
      2012-03-25
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 赤外分光法で表面・界面を知る2012

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      早稲田大学博士学位賞記念講演
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-17
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      Takafumi Shimoaka, Takeshi Hasegawa
    • Organizer
      The Pittsburgh Conference 2012
    • Place of Presentation
      Orlando, FL, USA
    • Year and Date
      2012-03-12
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  • [Presentation] ケモメトリックスの基礎と分光計測理論構築への応用2012

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      九州工業大学応用化学科講演会
    • Place of Presentation
      九州工業大学(福岡)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-02-23
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  • [Presentation] 分子水が引き起こす分子集合系薄膜の構造転移:赤外分光法による研究2012

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      2011年第2回高分子表面研究会
    • Place of Presentation
      東京理科大学(東京)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-01-30
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  • [Presentation] 分光学と分析化学:研究と教育2011

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      日本分析化学会近畿支部講演会
    • Place of Presentation
      大阪科学技術センター(大阪)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-12-09
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  • [Presentation] ラマン分光法による有機薄膜の分子配向解析2011

    • Author(s)
      伊藤雄樹, 長谷川健
    • Organizer
      日本分光学会「高感度表面・界面分光部会」
    • Place of Presentation
      関学梅田キャンパス(大阪)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-11-22
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  • [Presentation] Cross-section analysis of a Langmuir monolayer film of zinc stearate studied by PM-IRRAS and XAFS techniques2011

    • Author(s)
      Takeshi Hasegawa
    • Organizer
      Friday seminar at University of Miami
    • Place of Presentation
      Miami, FL, USA(招待講演)
    • Year and Date
      2011-11-18
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      室麻衣子, 長谷川健, 岡田哲男
    • Organizer
      CST化学フェスタ
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京)
    • Year and Date
      2011-11-15
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  • [Presentation] Molecular Rearrangement in a Zinc Stearate Langmuir Film Dependent on a Film Preparation Method Studied by Using Polarization-Modulation Infrared Reflection Absorption Spectroscopy and X-ray Absorption Fine Structure2011

    • Author(s)
      T.Hasegawa, M.Harada, M.Muro, T.Okada
    • Organizer
      2011 Eastern Analytical Symposium and Exposition
    • Place of Presentation
      New Brunswick, NJ, USA
    • Year and Date
      2011-11-15
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  • [Presentation] 赤外反射分光法による表面定量分析2011

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      平成23年度第1回提案公募型セミナー-法科学に有効な機器分析法-
    • Place of Presentation
      大阪市立大学文化交流センター(大阪)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-11-11
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  • [Presentation] Multiple-Angle Incidence Resolution Spectrometry : Principle and Application to Analysis of Thin Films2011

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      Takeshi Hasegawa
    • Organizer
      The 15th Interrnational Conference on Thin Films (ICTF-15)
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-11-08
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      長谷川健
    • Organizer
      基礎科学研究会
    • Place of Presentation
      広島大学(広島)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-11-05
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  • [Presentation] 界面の分光分析の考え方2011

    • Author(s)
      長谷川健
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      関西学院大学講演会
    • Place of Presentation
      関西学院大学(兵庫)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-11-02
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  • [Presentation] 表面・界面の分光分析化学への取り組み2011

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      京都大学イブニングセミナー
    • Place of Presentation
      京都大学(京都)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-10-12
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      坂部輝御, 山崎悟, 長谷川健
    • Organizer
      2011高分子討論会
    • Place of Presentation
      岡山理科大学(岡山)
    • Year and Date
      2011-09-28
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      日本分析化学会第60年会
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      名古屋大学(愛知)(ロングディスカッション講演)
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      2011-09-27
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      日本分析化学会第60年会
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      2011-09-27
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      2011-09-27
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      室麻衣子, 長谷川健, 岡田哲男
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      日本分析化学会第60年会
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      名古屋大学(愛知)
    • Year and Date
      2011-09-27
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    • Author(s)
      下赤卓史, 長谷川健, 勝本之晶
    • Organizer
      分子科学討論会2011
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • Year and Date
      2011-09-20
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  • [Presentation] 偏光ラマン分光法による固体基板上の有機薄膜の分子配向解析2011

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      伊藤雄樹, 長谷川健
    • Organizer
      分子科学討論会2011
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • Year and Date
      2011-09-20
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  • [Presentation] ロイシン誘導体SAM膜の配向解析2011

    • Author(s)
      小笠原梢, 山田哲弘, 長谷川健
    • Organizer
      第5回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城)
    • Year and Date
      2011-09-12
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  • [Presentation] 負吸着性イオン種の気液界面単分子膜での濃縮と膜中拡散機構のオペランド解析2011

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      長谷川健
    • Organizer
      新学術領域「ソフト界面」第6回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡)
    • Year and Date
      2011-07-28
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  • [Presentation] 高分子膜解析におけるケモメトリックスの活用2011

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      坂部輝御, 山崎悟, 長谷川健
    • Organizer
      第29回高分子表面研究会講座
    • Place of Presentation
      東京理科大学(東京)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-07-07
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    • Author(s)
      Ihara M, Ikenouchi, S, Taniguch K, Tanaka Y, Hasegawa T
    • Organizer
      37th IEEE Photovoltaic Specialist Conference
    • Place of Presentation
      Seattle, WA, USA
    • Year and Date
      2011-06-19
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  • [Presentation] A Conformation and Orientation Model of the Carboxylic Group of Fatty Acids Dependent on Chain Length in a Langmuir Monolayer Film Studied by Polarization-Modulation Infrared Reflection Absorption Spectroscopy2011

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      Maiko Muro, Makoto Harada, Tetsuo Okada, Takeshi Hasegawa
    • Organizer
      The 6th International Conference on Advanced Vibrational Spectroscopy
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      Sonoma, CA, USA(招待講演)
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      2011-06-13
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      Takeshi Hasegawa
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      IUPAC International Congress on Analytical Sciences 2011
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      京都国際会議場(京都)(招待講演)
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      Maiko Muro, Makoto Harada, Tetsuo Okada, Takeshi Hasegawa
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      UPAC International Congress on Analytical Sciences 2011
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      京都国際会議場(京都)
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      2011-05-24
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      Yuki Itoh, Takeshi Hasegawa
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      京都国際会議場(京都)
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      2011-05-24
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      下赤卓史, 長谷川健, 勝本之晶
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      ライフサイエンスセンター(大阪)
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      2011-05-18
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      伊藤雄樹, 長谷川健
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      Thermo Scientific FT-IR・フマンユーザーズフォーラム2011
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      ライフサイエンスセンター(大阪)
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      2011-05-18
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      長谷川健
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      Thermo Scientific FT-IR・ラマンユーザーズフォーラム2011
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      ライフサイエンスセンター(大阪)(招待講演)
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      2011-05-18
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    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      名古屋大学大学院工学研究科・応用計測化学・公開講演会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-05-11
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Book] 「プラズモンナノ材料開発の最前線と応用(山田淳・監修)」2012

    • Author(s)
      長谷川健
    • Total Pages
      9
    • Publisher
      シーエムシー出版
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] Spectrometric Analyzing Device and Spectrometric Analyzing Method2007

    • Inventor(s)
      Takeshi Hasegawa
    • Industrial Property Rights Holder
      東京工業大学
    • Filing Date
      2007-12-21
    • Acquisition Date
      2012-01-10
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Overseas

URL: 

Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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