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2015 Fiscal Year Annual Research Report

ラマン光学活性イメージング開発によるアトロプ異性分布の可視化とフッ素科学での展開

Research Project

Project/Area Number 15H02185
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

長谷川 健  京都大学, 化学研究所, 教授 (30258123)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2020-03-31
Keywordsラマン / ROA / パーフルオロアルキル化合物 / SDA理論 / 構造物性相関
Outline of Annual Research Achievements

アルキル基の水素をすべてフッ素に置換したパーフルオロアルキル化合物は,他の化合物群には見られない特異な物性を示すことで知られ,多くの実用的事例がある。中でも撥水撥油性は,水と油という2元系では絶対に説明不可能な現象で,このため苦し紛れに「フルオラス性」という造語によってこの特異な性質を引き受け,実用的には問題を回避できてきたように見えた。しかし,この現状はパーフルオロアルキル化合物の分子構造から物性がまったく予見できない限界を示し,それはすなわち分子設計ができないという致命的な問題をはらんでいた。
本研究課題では,フルオラス性を完全解明し,分子設計可能な化合物系にパラダイムシフトさせるための基礎学理の構築に取り組んでいる。当研究室では,世界で初めてフルオラス性を統一的に説明可能な階層双極子アレー(Stratfied dipole-arrays; SDA)理論を提唱し,その正当性を実験と主体に証明する取り組みを行っている。
本課題の主目的であるパーフルオロアルキル基のヘリックスの右巻きと左巻き分子ドメインを識別する研究にとって,パーフルオロアルキル化合物の赤外およびラマンスペクトルの徹底理解は欠かせない。H29年度には,CF2対称伸縮振動バンドが,パーフルオロアルキル基の長さとともに高波数シフトする特異な現象を,ラマンスペクトルの測定から解明する研究に取り組み,その全貌を明らかにした。
現在,ラマン分光器に1/4波長板を組み込み,配向した分子凝縮系でのラマン光学活性(ROA)の測定に取り組み,イメージング測定の実現に向けて努力している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初,ROAイメージングの装置を組めばすぐに目的が達成できると踏んでいたが,実際にはパーフルオロアルキル化合物に関する振動分光法に致命的な未解決問題があることに気づき,その問題解決に時間を割いた。このため,計画より進捗に遅れがあるが,学術的に不足していた部分を大きく埋めることに成功しており,トータルとしては想定以上の成果をあげていると言ってもよい。

Strategy for Future Research Activity

ROA測定は,通常,量子化学計算と組み合わせて実施するのが通例で,その場合,分子は無配向であることが必要である。しかし,本研究では,右巻きと左巻きの「区別」ができればよく,そのスペクトルが量子化学計算と合う必要はまったくない。このため,これまでにない発想の転換が必要である。
また,薄膜系での非共鳴ラマン測定を高精度に行う必要があり,通常の「高SN比は高倍率対物レンズが必要」という概念も大きく変えて新しい技術を確立する必要がある。本年度は,これらの課題の克服に挑戦する。

  • Research Products

    (34 results)

All 2016

All Presentation (34 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 11 results)

  • [Presentation] 部分フッ素化ミリスチン酸の分子凝集に与えるカドミウムイオン添加の影響2016

    • Author(s)
      黄瀬隆磨
    • Organizer
      第39回フッ素化学討論会
    • Place of Presentation
      アバンセ(佐賀県佐賀市)
    • Year and Date
      2016-09-30 – 2016-09-30
  • [Presentation] パーフルオロアルキル鎖特有の連成振動を考慮したラマンバンドの帰属2016

    • Author(s)
      下赤卓史
    • Organizer
      第39回フッ素化学討論会
    • Place of Presentation
      アバンセ(佐賀県佐賀市)
    • Year and Date
      2016-09-30 – 2016-09-30
  • [Presentation] アキラルなパーフルオロアルキル化合物によるキラルな分子集合体の形成2016

    • Author(s)
      栗嶋香奈
    • Organizer
      第39回フッ素化学討論会
    • Place of Presentation
      アバンセ(佐賀県佐賀市)
    • Year and Date
      2016-09-30 – 2016-09-30
  • [Presentation] パーフルオロアルキル鎖を有するグリシン誘導体の水素結合様式2016

    • Author(s)
      奈村大志
    • Organizer
      第39回フッ素化学討論会
    • Place of Presentation
      アバンセ(佐賀県佐賀市)
    • Year and Date
      2016-09-30 – 2016-09-30
  • [Presentation] Rf鎖長が異なるフルオロアクリレートの薄膜構造の赤外分光法を用いた解析2016

    • Author(s)
      泉直毅
    • Organizer
      第39回フッ素化学討論会
    • Place of Presentation
      アバンセ(佐賀県佐賀市)
    • Year and Date
      2016-09-30 – 2016-09-30
  • [Presentation] 新規部分フッ素化リン脂質ライブラリーの構築:二本鎖脂質の熱物性におけるパーフルオロアルキル鎖長依存性2016

    • Author(s)
      柳瑶美
    • Organizer
      第39回フッ素化学討論会
    • Place of Presentation
      アバンセ(佐賀県佐賀市)
    • Year and Date
      2016-09-30 – 2016-09-30
  • [Presentation] 単一のパーフルオロアルキル基が示す 界面物性2016

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      第39回フッ素化学討論会
    • Place of Presentation
      アバンセ(佐賀県佐賀市
    • Year and Date
      2016-09-30 – 2016-09-30
  • [Presentation] Study on the Molecular Interaction of Hydration Water with the Sulfonic Acid Group Involved in Nafion2016

    • Author(s)
      Takafumi Shimoaka
    • Organizer
      SciX 2016
    • Place of Presentation
      Minneapolis, MN, USA
    • Year and Date
      2016-09-19 – 2016-09-21
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] IR pMAIRS: a cutting-edge tool to reveal the molecular orientation in an ultrathin film2016

    • Author(s)
      Takeshi Hasegawa
    • Organizer
      SciX 2016
    • Place of Presentation
      Minneapolis, MN, USA
    • Year and Date
      2016-09-19 – 2016-09-21
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Analysis of Thin Films on Silicon by p-Polarized Multiple Angle Incidence Resolution Spectrometry (pMAIRS)2016

    • Author(s)
      David Drapcho
    • Organizer
      SciX 2016
    • Place of Presentation
      Minneapolis, MN, USA
    • Year and Date
      2016-09-19 – 2016-09-21
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] pMAIRS法による濃厚ポリマーブラシ末端のアジド基の解析2016

    • Author(s)
      西海洸介
    • Organizer
      第65回高分子討論会
    • Place of Presentation
      神奈川大学
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-14
  • [Presentation] pMAIRS:非平滑・非晶質有機薄膜デバイスの分子配向を明らかにする新技術2016

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ
    • Year and Date
      2016-09-13 – 2016-09-13
    • Invited
  • [Presentation] pMAIRS法による非晶質・非平滑有機薄膜の構造異方性解析2016

    • Author(s)
      塩谷暢貴
    • Organizer
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ
    • Year and Date
      2016-09-13 – 2016-09-13
    • Invited
  • [Presentation] 赤外pMAIRS法を用いたポルフィリン系蒸着膜の構造解析2016

    • Author(s)
      波田美耶子
    • Organizer
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ
    • Year and Date
      2016-09-13 – 2016-09-13
  • [Presentation] 赤外分光法と多糖構造解析2016

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      多糖の構造と機能に関するワークショップ
    • Place of Presentation
      キャンパス・イノベーションセンター東京
    • Year and Date
      2016-09-11 – 2016-09-11
    • Invited
  • [Presentation] pHに応じたブロモチモール(BTB)の分子構造の決定2016

    • Author(s)
      島田透
    • Organizer
      平成28年度化学系学協会東北大会
    • Place of Presentation
      いわき明星大学
    • Year and Date
      2016-09-10 – 2016-09-10
  • [Presentation] 赤外分光法のフル活用 ~赤外分光法の見直し~2016

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      日本分光学会第52回夏期セミナー
    • Place of Presentation
      幕張国際会議場
    • Year and Date
      2016-09-07 – 2016-09-07
    • Invited
  • [Presentation] pMAIRS法による薄膜・表面の定量解析2016

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      日本分光学会第52回夏期セミナー
    • Place of Presentation
      幕張国際会議場
    • Year and Date
      2016-09-07 – 2016-09-07
    • Invited
  • [Presentation] Quantitative Evaluation of Charge Carrier Generation at Pentacene/Fullerene Thin Film Interfaces2016

    • Author(s)
      K. Nakao
    • Organizer
      KJF International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics 2016
    • Place of Presentation
      ACROS Fukuoka
    • Year and Date
      2016-09-04 – 2016-09-04
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] FT-IRでわかること ~赤外分光法による高分子分析~2016

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      第53回高分子分析技術講習会(前期:基礎編)
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学
    • Year and Date
      2016-08-30 – 2016-08-30
    • Invited
  • [Presentation] pMAIRSの基礎原理と最近の進展2016

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      北陸先端大セミナー
    • Place of Presentation
      北陸先端大(小松市)
    • Year and Date
      2016-08-08 – 2016-08-08
    • Invited
  • [Presentation] カルバゾール-トリアジン連結系発光材料の分子配向および有機EL特性2016

    • Author(s)
      久保勝誠
    • Organizer
      「有機EL討論会」第22回例会
    • Place of Presentation
      東工大(大岡山)
    • Year and Date
      2016-06-23 – 2016-06-23
  • [Presentation] Preliminary research on PCA for micro XRF imaging2016

    • Author(s)
      Shota Aida
    • Organizer
      The European Conference on X-Ray Spectrometry 2016
    • Place of Presentation
      Gothenburg, Sweden
    • Year and Date
      2016-06-19 – 2016-06-19
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 塩水に浸漬した鋼板試料の腐食挙動のその場蛍光X線イメージングおよび主成分分析の適2016

    • Author(s)
      松野剛士
    • Organizer
      第76分析化学討論会
    • Place of Presentation
      岐阜大学
    • Year and Date
      2016-05-28 – 2016-05-28
  • [Presentation] 薄膜の誘電率を考慮した赤外pMAIRS法と分子配向解析の高精度化2016

    • Author(s)
      塩谷暢貴
    • Organizer
      H28年度日本分光学会年次講演会
    • Place of Presentation
      大阪大学基礎工学部
    • Year and Date
      2016-05-24 – 2016-05-24
  • [Presentation] 赤外分光法とNMRを用いたNafion膜に含まれる3種の水の構造解析および水和数評価2016

    • Author(s)
      下赤卓史
    • Organizer
      H28年度日本分光学会年次講演会
    • Place of Presentation
      大阪大学基礎工学部
    • Year and Date
      2016-05-24 – 2016-05-24
  • [Presentation] 赤外pMAIRS法およびGIXD法を用いたポルフィリン薄膜構造の製膜パラメータによる系統的解析2016

    • Author(s)
      波田美耶子
    • Organizer
      H28年度日本分光学会年次講演会
    • Place of Presentation
      大阪大学基礎工学部
    • Year and Date
      2016-05-24 – 2016-05-24
  • [Presentation] 赤外分光法と多変量解析による水-エチレングリコール混合溶液中の会合体の構造解明と不凍メカニズムの解明2016

    • Author(s)
      下赤卓史
    • Organizer
      サーモフィッシャーサイエンティフィック・ユーザーズフォーラム2016
    • Place of Presentation
      コングレスコンベンションセンター(大阪)
    • Year and Date
      2016-05-20 – 2016-05-20
  • [Presentation] 赤外pMAIRS法を用いた有機薄膜の定量的構造解析を可能にする解析手法の確立2016

    • Author(s)
      塩谷暢貴
    • Organizer
      サーモフィッシャーサイエンティフィック・ユーザーズフォーラム2016
    • Place of Presentation
      コングレスコンベンションセンター(大阪)
    • Year and Date
      2016-05-20 – 2016-05-20
  • [Presentation] パーフルオロアルキル-アルキルジブロック化合物の赤外スペクトルを複雑にする理由2016

    • Author(s)
      田中悠基
    • Organizer
      サーモフィッシャーサイエンティフィック・ユーザーズフォーラム2016
    • Place of Presentation
      コングレスコンベンションセンター(大阪)
    • Year and Date
      2016-05-20 – 2016-05-20
  • [Presentation] パーフルオロアルキル鎖を側鎖にもつフルオロアクリレート薄膜の赤外分光法による構造解析2016

    • Author(s)
      泉直樹
    • Organizer
      サーモフィッシャーサイエンティフィック・ユーザーズフォーラム2016
    • Place of Presentation
      コングレスコンベンションセンター(大阪)
    • Year and Date
      2016-05-20 – 2016-05-20
  • [Presentation] 赤外pMAIRS法およびGIXD法を用いたポルフィリン薄膜構造の成膜パラメータによる系統的解析2016

    • Author(s)
      波田美耶子
    • Organizer
      サーモフィッシャーサイエンティフィック・ユーザーズフォーラム2016
    • Place of Presentation
      コングレスコンベンションセンター(大阪)
    • Year and Date
      2016-05-20 – 2016-05-20
  • [Presentation] 有機フッ素化合物の構造解析に必要な 赤外分光法の考え方2016

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      サーモフィッシャーサイエンティフィック・ユーザーズフォーラム2016
    • Place of Presentation
      コングレスコンベンションセンター(大阪)
    • Year and Date
      2016-05-20 – 2016-05-20
    • Invited
  • [Presentation] 含フッ素有機化合物の統一的物性理解: 炭化水素の呪縛を解き放つ2016

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      埼玉大学応用化学科セミナー
    • Place of Presentation
      埼玉大学
    • Year and Date
      2016-05-19 – 2016-05-19
    • Invited

URL: 

Published: 2018-01-16  

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