2010 Fiscal Year Annual Research Report
大サイズクラスターの赤外分光によるアミノ酸の大規模水和構造の研究
| Project Area | Molecular Science for Supra Functional Systems ? Development of Advanced Methods for Exploring Elementary Process |
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| Project/Area Number |
19056001
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
藤井 朱鳥 東北大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (50218963)
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| Keywords | 水 / 水素結合 / クラスター / 赤外分光 / 質量分析 / 密度汎関数法計算 / 氷 / アミノ酸 |
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| Research Abstract |
本年度はアミノ酸水和クラスターを考える上で比較の基準となる中性大サイズ水クラスター(H_2O)_nの赤外スペクトル観測に取り組み、フェノールを発色団とする改良赤外-紫外分光法を適用することにより、n～50という前例のない大サイズまでOH伸縮振動の全域(2800-3800cm^<-1>)のサイズ選別観測を完了させることが出来た。
自由OH伸縮振動バンドと水素結合OH伸縮バンドの強度比から、大サイズ中性クラスターにおけるクラスター「内部」生成のサイズ依存性を明らかにすることが出来た。また、水素結合OH伸縮振動領域のバンド形状を密度汎関数法によるモデルクラスターの計算と比較することにより、これまで気相クラスターでははっきりと同定されていなかった4配位水素結合サイトにおけるOH伸縮振動バンドの帰属に成功した。
4配位水素結合OH伸縮振動バンドは3300-3400cm^<-1>領域にピーク強度を持ち、液体の水のそれに近い振動数であるが、無限長の4配位水素結合ネットワークを持つ氷の吸収極大振動数(3220cm^<-1>)に較べると明らかに高波数であった。これは同じ配位数であっても、水素結合OH伸縮振動数には、ネットワークサイズを反映して、協同効果による更なる変化が生じることを意味している。液体の水の配位数を4としても、その実効的なネットワークサイズにより氷とは異なる実測のスペクトルを説明することが可能であることが示された。
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