2017 Fiscal Year Research-status Report
高精度テラヘルツ分光測定によるさまざまな水分子のダイナミクスの解明
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16K05642
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
服部 利明 筑波大学, 数理物質系, 教授 (60202256)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | テラヘルツ分光 / 水溶液 / 水和 / 結合水 / ゲル / 真皮 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，さまざまな水溶液やその他の水を多く含む系に対して，おもにテラヘルツ分光測定を用いることによって，これらの系において，溶質などの分子と水分子との相互作用の様子とその多様性を明らかにすることである。今年度は，以下の系について研究をおこない，それぞれ重要な成果を得た。これらの結果より，本研究の研究手法が水和の研究に対して非常に有効であることが，改めて示された。また，レーザーの安定化を含む測定系の改良をおこない，利用性の向上と，より高い測定精度を得た。
１．シクロデキストリンとブタノールの混合溶液のテラヘルツ分光測定をおこない，これらの分子の間の包接に伴う水分子の運動性の変化について，研究した。現在のところ，予備的な実験結果が得られている。その結果は，シクロデキストリン分子が包接している水分子を放出し，代わりにブタノール分子を包接することにより，水分子の運動性が減少することを示唆している。一見すると予想外の結果であるが，水溶液中のブタノール分子が，水のネットワーク構造を破壊することにより水分子の運動性を増加させていることを考慮するすることで，よく理解することができる。
２．ヒドロゲル中における水分子の運動性について知見を得るため，アガロースゲルのテラヘルツ分光測定をおこなった。現在までに予備的な実験結果が得られており，ゲル中の水は，バルク水と比較して，運動性が増していることを示唆する結果が得られた。
３．ヒトの皮膚の真皮層について，測定をおこなった。真皮の乾燥過程において，失われる水が自由水から結合水に変化することを示唆する結果が得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度に当初計画していた研究対象は，タンパク質水溶液と皮膚であった。このうち，タンパク質水溶液については，検討中であり実施が遅れているが，その代わりに，シクロデキストリン水溶液の研究が進展した。皮膚については，順調に研究が進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
おおむね当初の計画のとおり研究を推進する。年度ごとに計画していた研究対象と実際の進行状況にずれがあるが，最終的に計画の主要な部分が実行できるように進めていく。
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| Causes of Carryover |
測定試料を検討中であることにより，購入を見合わせているため。
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