2016 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of X-ray structural analysis method for liquid confined in extended-nano space
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15K13264
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
馬渡 和真 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (60415974)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 拡張ナノ流路 / 溶液物性 / 構造 / 溶液X線回折 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、トップダウン加工によりガラス基板に形成された10-100nmスケールの空間に閉じ込められた溶液において、粘度上昇やプロトン移動度上昇などの多くのユニークな物性が報告され、溶液化学の新しい研究分野を構築しつつある。そこで、これら溶液物性変化のメカニズム解明が求められており、最も基本的な情報である溶液のミクロな構造の解明が不可欠である。そこで、本申請では溶液X線構構造解析により、溶液の分子間距離や配位数などのミクロ構造を明らかにすることを着想した。しかし、厚み1mm程度のガラス基板に形成した10-100nmの空間ではガラスのバックグラウンド信号（B）が溶液の信号（S）に比べて104倍程度となり、溶液の信号がバックグランドにが埋もれてしまい測定は非常に困難である。そこで、本申請ではこれらの問題を解決するマイクロ化学チップを提案して、10-100nmスケールの溶液X線回折を世界で初めて実現することを目的とした。
昨年度はX線測定のためのマイクロ化学チップをはじめて実現した。測定部を数マイクロメートルまで薄くすることによりS/B比を３桁程度改善してはじめて水の信号を得た。今年度は水の動径分布関数を議論するためのS/N比の改善に取り組んだ。測定のプロトコール、測定条件（積算時間）を検討した結果、S/Nを90程度まで改善することに成功してほぼバルク測定と同様の精度が得られた。そして動径分布関数を求めたところ、水が密になっていることや水素結合が強くなっていることなど非常にユニークな構造が得られた。この結果は今後ナノ空間での化学や流体など新たな分野への開拓に繋がると期待される。
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Research Products
(1 results)
