2017 Fiscal Year Annual Research Report
Studies of surface electronic states of graphene nanocomposites by variable angle ATR ultraviolet spectroscopy
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15H02188
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| Research Institution | Kwansei Gakuin University |
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Principal Investigator |
尾崎 幸洋 関西学院大学, 理工学部, 教授 (00147290)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 春実 神戸大学, 人間発達環境学研究科, 准教授 (10288558)
森澤 勇介 近畿大学, 理工学部, 准教授 (60510021)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 遠紫外分光法 / ATR / グラフェン / 量子化学計算 / ポリマーナノコンポジット / 電子状態 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は遠紫外（FUV）分光法と量子化学計算を用いたグラフェン-Poly(3-hydroxybutyrate)(PHB)ポリマーナノコンポジットの構造、電子状態の研究とポリエチレングリコール（PEG）およびそのカーボンナノコンポジットの研究を行った。
前者の研究ではナノコンポジットのATR-FUV-DUV（深紫外）スペクトルの測定と量子化学計算を用いて構造と電子状態の研究を行った。報告者らは、まずPHBの主たるバンドがRydberg遷移によるものであることを明らかにした。次にグラフェンナノコンポジットを添加したときにどのような構造、電子状態の変化がPHBに現れるかについて調べた。その結果、添加によるFUVバンドのblue-shiftはPHBの構造の緩和によるものであることを明らかにした。さらにグラフェンの量が増えるにつれ、PHBの結晶化度が増大することを明らかにした。
後者の研究では、PEGスペクトルのFUVスペクトルの帰属を行った。FUVスペクトルと量子化学計算を比較した結果、PEGでは末端のOHとエステル部の酸素上ローンペア軌道の軌道エネルギーが大きく異なり、異なるエネルギーにn-Rydberg遷移による吸収バンドが現れることが明らかになった。この帰属は、PEGが溶解した化学成分から受ける影響を明らかにするために、PEG/電解質コンポジットの測定も行った。PEG/電解質コンポジットはゲル状や固体電解質として期待される物質で、ナノカーボン/PEGコンポジットとの比較もできうると考えられる。この測定の結果、PEGにアルカリ金属イオンがPEGのエステル部に配位した場合、180nm付近のバンドが減少し、155nm付近の吸収が増加することが分かった。この原因は、アルカリ金属イオンの配位による、エステル部のローンペア軌道の安定化によるものであることが、量子化学計算より示唆された。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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