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2011 Fiscal Year Annual Research Report

時空間分解低振動数ラマン分光法の開発とイオン液体融解過程の解明

Research Project

Project/Area Number 21245005
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

浜口 宏夫  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (00092297)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岩田 耕一  学習院大学, 理学部, 教授 (90232678)
Keywordsイオン液体 / ラマン分光 / 液体構造 / 局所温度 / 混合溶媒 / 不均一液体構造
Research Abstract

我々の開発してきた、レイリー散乱のみを除去し低振動数領域を測定するラマン分光手法は、低振動数ラマンスペクトルの測定のみならず、通常のストークス領域からアンチストークス領域までの広範なスペクトル領域のラマン散乱を同時かつ高速に測定する手法として応用可能である。振動ラマン散乱のストークス・アンチストークス成分を同時に測定し強度比を比較することにより、その振動の熱平衡温度を検出することができる。そこで今年度我々は、イオン液体bmim[PF_6]についてbmimカチオンの326cm^<-1>の振動バンド、PF_6アニオンの740cm^<-1>の振動バンドそれぞれの振動温度に注目しそれらを独立に計測した。すなわち、カチオン・アニオンまわりの局所的な温度を検出し、それらに差が見られるかどうかを調べた。室温で液体状態にあるbmim[PF_6]を分単位で急速に加熱したところ、カチオンがアニオンよりも高い温度(数K)を持ち、それが十数分間持続するという非常に興味深い非平衡状態が見いだされた。この結果は、カチオン・アニオンの不均一な液体構造および、イオン種間の非常に遅い熱移動を強く示唆する結果である。均一な混合が考えられる分子液体混合系(シクロヘキサン-四塩化炭素)では類似の結果は見られない。
本結果はイオン種あるいは分子種選択的な温度追跡という新しい研究手法を提案するものであり、「分子温度」という新しい概念の創出につながる。イオン・分子種同士の熱的非平衡から液体構造の不均一性についての情報を得るこのアプローチは、イオン液体のみならず一般的な混合溶媒系の液体構造とその不均一性を議論する新規の研究につながる可能性を秘めている。

  • Research Products

    (10 results)

All 2012 2011

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Local Structures in Ionic Liquids Probed and Characterized by Microscopic Thermal Diffusion Monitored with Picosecond Time-Resolved Raman Spectroscopy2012

    • Author(s)
      Kyosuke Yoshida, Koichi Iwata, Yoshio Nishiyama, Yoshifumi Kimura and Hiro-o Kyosuke Yoshida, Koichi Iwata, Yoshio Nishiyama, Yoshifumi Kimura and Hiro-o Hamaguchi
    • Journal Title

      J. Chem. Phys

      Volume: 136 Pages: 1-8

    • DOI

      DOI:10.1063/1.3691839

  • [Journal Article] Two-step photoionization of trans-stilbene in acetonitrile via an ion-pair precursor studied with picosecond time-resolved absorption and Raman spectroscopies2012

    • Author(s)
      Hiroko Miki, Kyousuke Yoshida, Chieko Kawate, Rintaro Shimada, Tomohisa Takaya, Koichi Iwata and Hiro-o Hamaguchi
    • Journal Title

      Chem. Phys. Lett

      Volume: 527 Pages: 27-30

    • DOI

      DOI:10.1016/j.cplett.2011.12.073

  • [Journal Article] Rotational dynamics of solvated carbon dioxide studied by infrared, Raman, and time-resolved infrared spectroscopies and a molecular dynamics simulation2012

    • Author(s)
      Kaori Watanabe, Hajime Okajima, Takuya Kato and Hiro-o Hamaguchi
    • Journal Title

      J. Chem. Phys.

      Volume: 136 Pages: 1-7

    • DOI

      DOI:10.1063/1.3671998

  • [Journal Article] Protein Secondary Structure Imaging with Ultrabroadband Mutiplex Coherent Anti-Stokes Raman Scattering (CARS) Microspectroscopy2012

    • Author(s)
      Kotatsu Bito, Masanari Okuno, Hideaki Kano, Shihomi Tokuhara, Satoru Naito, Yoshinori Masukawa, Philippe Leproux, Vincent Couderc, Hiro-o Hamaguchi
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry B

      Volume: 116 Pages: 1452-1457

    • DOI

      10.1021/jp210914x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Superresolution vibrational imaging by simultaneous detection of Raman and hyper-Raman scattering2011

    • Author(s)
      Korenobu Matsuzaki, Rintaro Shimada and Hiro-o Hamaguchi
    • Journal Title

      Opt. Lett

      Volume: 36 Pages: 2545-2547

    • DOI

      DOI:10.1364/OL.36.002545

  • [Journal Article] New opportunities offered by compact sub-nanosecond supercontinuum sources in ultra-broadband multiplex CARS microspectroscopy2011

    • Author(s)
      P.Leproux, V.Couderc, A.de Angelis, M.Okuno, H.Kano, H.Hamaguchi
    • Journal Title

      Journal of Raman Spectroscopy

      Volume: 42 Pages: 1871-1874

    • DOI

      10.1002/jrs.2995

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Unusually Long trans/gauche Conformational Equilibration Time during the Melting Process of BmimCl, a Prototype Ionic Liquid2011

    • Author(s)
      Hajime Okajima, Hiro-o Hamaguchi
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 40 Pages: 1308-1309

    • DOI

      10.1246/cl.2011.1308

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] イオン液体bmim[PF6]中のカチオン/アニオンの異常に遅い熱平衡化と不均一な液体構造2011

    • Author(s)
      岡島元, 濱口宏夫
    • Organizer
      イオン液体討論会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2011-12-17
  • [Presentation] Non-uniform Thermal Equilibration and Local Structure Formation in Ionic Liquids : A Study by Stokes/anti-Stokes Raman Spectroscopy2011

    • Author(s)
      Hajime Okajima, Hiro-o Hamaguchi
    • Organizer
      The Third Asian Spectroscopy Conference
    • Place of Presentation
      Xiamen中国
    • Year and Date
      2011-11-30
  • [Presentation] ストークス・アンチストークスラマン分光によるイオン液体局所熱平衡の動的観測2011

    • Author(s)
      岡島元,濱口宏夫
    • Organizer
      分子科学討論会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2011-09-22

URL: 

Published: 2013-06-26  

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