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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Innovation in Control of Physical Properties of Polymer Thin-Film Materials by Micro-Morphology Analysis of Amorphous

Research Project

Project/Area Number 21K18979
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

長谷川 健  京都大学, 化学研究所, 教授 (30258123)

Project Period (FY) 2021-07-09 – 2024-03-31
Keywords薄膜 / フォノン / 非晶 / Berremanモード / MAIRS
Outline of Annual Research Achievements

非晶の分光学的理解に,フォノンモードと普通の赤外(IR)吸収の識別は非常に重要だが,これまでこの判別は難しく,議論の混乱が後を絶たなかった.今回の研究では,薄膜を系に選んだことで,フォノンがBerremanモードとして取り出せることに着眼し,これをMAIRS法で見抜けることを実証した.この目的のため,二重アルキル鎖を含む部分フッ素化ジミリストイルホスファチジルコリン(DMPC)は、薄膜中のフォノン発生を制御するために使用され、IR分光法と多重入射角分解能分光法(MAIRS)を組み合わせて調べられる。パーフルオロアルキル(Rf)鎖を有する化合物は、強い双極子-双極子相互作用のため、赤外スペクトルにフォノンバンドを示すことが知られている。しかし、有機物のフォノンバンドは通常の吸収バンドと類似した形をしているため、赤外分光学者にとってフォノンモードの認識は困難であり、混乱を招いている。BerremanシフトはMAIRSの面内(IP)および面外(OP)スペクトルによって容易に捉えることができる。バルク試料の縦光学(LO)エネルギー損失関数スペクトルを測定することにより、単分子膜のOPスペクトルとLOスペクトルを比較することで、単分子膜中の分子凝集の程度も明らかになる。さらに、炭化水素鎖とRf鎖の両方を有する部分フッ素化DMPC化合物を調製し、膜中のRf基の自己凝集を阻害するために用いた。その結果、MAIRSスペクトルにおいてフォノン特性は,予想通りほぼ消失することを確かめた。

  • Research Products

    (47 results)

All 2024 2023

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (40 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 23 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Phonon modes controlled by primary chemical structure of partially fluorinated dimyristoylphosphatidylcholine (DMPC) revealed by multiple-angle incidence resolution spectrometry (MAIRS)2024

    • Author(s)
      Hasegawa Takeshi、Nakagawara Ai、Takagi Toshiyuki、Shimoaka Takafumi、Shioya Nobutaka、Sonoyama Masashi
    • Journal Title

      The Journal of Chemical Physics

      Volume: 160 Pages: 064704

    • DOI

      10.1063/5.0190441

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Insights on the Molecular Orientation of Oligo(<i>p</i>-phenylene vinylene) Derivatives with Alkyl Chains in Langmuir Films2023

    • Author(s)
      Shimoaka Takafumi、Yamaguchi Yuta、Shioya Nobutaka、Ajayaghosh Ayyappanpillai、Mori Taizo、Ariga Katsuhiko、Hasegawa Takeshi
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 127 Pages: 9336~9343

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.3c01052

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural Rearrangement of Organic Semiconductor Molecules with an Asymmetric Shape in Thin Films2023

    • Author(s)
      Oka Takayuki、Shioya Nobutaka、Shimoaka Takafumi、Hasegawa Takeshi
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 127 Pages: 7560~7564

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.3c01003

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular Orientations of Myristic Acid Derivatives with Different Perfluoroalkyl Chain Lengths at the Air/Water Interface Evaluated by Heterodyne-Detected Sum Frequency Generation Spectroscopy2023

    • Author(s)
      Nojima Yuki、Shimoaka Takafumi、Hasegawa Takeshi、Ishibashi Taka-aki
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 127 Pages: 12349~12356

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.3c02636

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mutation detection of urinary cell-free DNA via catch-and-release isolation on nanowires for liquid biopsy2023

    • Author(s)
      Takahashi Hiromi、Yasui Takao、Hirano Masaki、Shinjo Keiko、Miyazaki Yusuke、Shinoda Wataru、Hasegawa Takeshi、Natsume Atsushi、Kitano Yotaro、Ida Mikiko、Zhang Min、Shimada Taisuke、Paisrisarn Piyawan、Zhu Zetao、Ohka Fumiharu、Aoki Kosuke、Rahong Sakon、Nagashima Kazuki、Yanagida Takeshi、Baba Yoshinobu
    • Journal Title

      Biosensors and Bioelectronics

      Volume: 234 Pages: 115318~115318

    • DOI

      10.1016/j.bios.2023.115318

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantitative Analysis of Photochemical Reactions in Pentacene Precursor Films2023

    • Author(s)
      Shioya Nobutaka、Fang Tao、Fujii Masamichi、Fujiwara Ryoi、Hayashi Hironobu、Yamada Hiroko、Hasegawa Takeshi
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 40 Pages: 1137~1142

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.3c03594

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 未解明の有機フッ素の学術とPFAS問題2024

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      日本繊維学会・2023繊維応用講座
    • Invited
  • [Presentation] SDA theory for understanding PFAS2024

    • Author(s)
      Takeshi Hasegawa
    • Organizer
      マイアミ大学化学科セミナー
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] MAIRS works out for PFAS analysis2024

    • Author(s)
      Takeshi Hasegawa
    • Organizer
      The Pittsburgh Conference 2024
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] パーフルオロアルキル化合物の物性を分子構造から理解する2024

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会・『特別企画』有機フッ素科学の新展開
    • Invited
  • [Presentation] 液晶性有機半導体薄膜の結晶成長にポストアニールが及ぼす影響2024

    • Author(s)
      岡昂徹,塩谷暢貴,森泰蔵,長谷川健
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会
  • [Presentation] パーフルオロアルカンの加熱測定によるコンフォメーション変化の解析2024

    • Author(s)
      荒木泰介,森泰蔵,岡昂徹,塩谷暢貴,長谷川健
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会
  • [Presentation] トリアザトリキセン骨格を用いたペロブスカイト太陽電池の 正孔回収単分子膜材料の開発2024

    • Author(s)
      チョン ミンアン,舟崎 司,ユーベリッケ ルーカス,能條 航,赤塚 有杜,塩谷 暢貴,マーデイー リチャード, 中村 智也,吉田 弘幸,長谷川 健,若宮 淳志
    • Organizer
      第71回 応用物理学会 春季学術講演会
  • [Presentation] SDA 理論 | PFAS科学の基礎2023

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      2023年度環境リスク・健康領域セミナー
    • Invited
  • [Presentation] 有機フッ素化合物の学理再構築に向けて2023

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      日本化学会・R&D懇話会227回
    • Invited
  • [Presentation] 有機フッ素化合物の学理再構築に向けて2023

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      公立小松大学 生産システム科学部
    • Invited
  • [Presentation] SDA理論:有機フッ素科学の再構築2023

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      第71回質量分析総合討論会
    • Invited
  • [Presentation] SDA理論:有機フッ素科学の再構築2023

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      第2回環境化学物質3学会合同大会
    • Invited
  • [Presentation] 二次元分子集合系の化学:MAIRS法とSDA理論2023

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      東京工業大学・理学院化学系
    • Invited
  • [Presentation] 有機フッ素の科学の再構築2023

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      2023年度 先端分析・機能創発研究会
    • Invited
  • [Presentation] Science of organofluorine chemistry starts over on SDA theory2023

    • Author(s)
      Takeshi Hasegawa
    • Organizer
      The 19th Asian Chemical Congress
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] PFAS 科学の広大な空白領域を埋める取り組み2023

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      日本フッ素化学会・第11回産学連携部会
    • Invited
  • [Presentation] PFASの分子論の基礎研究2023

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      PFAS共同研究体 キックオフ
    • Invited
  • [Presentation] Effects of Chain Length on the Aggregate Structure of Perfluoroalkyl Oligomers2023

    • Author(s)
      Tomoko Mizuguchi, Ryunosuke Yonemori, Takeshi Hasegawa
    • Organizer
      IUPAC_CCP2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Molecular dynamics study on 2D aggregate structures of perfluoroalkyl oligomers2023

    • Author(s)
      Tomoko Mizuguchi, Ryunosuke Yonemori, Takeshi Hasegawa
    • Organizer
      9IDMRCS
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] パーフルオロアルキル鎖の鎖長による自己凝集構造の違い2023

    • Author(s)
      米森 龍之輔,水口朋子,長谷川健
    • Organizer
      The 42nd JSST Annual International Conference on Simulation Technology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 線形代数と分子科学2023

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      AGORA「数学的理解から未来を見る勉強会」(京都工繊大)
    • Invited
  • [Presentation] FT-IRでわかること~赤外分光法による高分子分析~2023

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      第67回高分子分析技術講習会(前期:基礎編)
    • Invited
  • [Presentation] 物理化学の視点からみるPFAS科学2023

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      フルオラス科学研究会第13 回シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] IR spectroscopy for discussing perfluoroalkyl substances (PFAS)2023

    • Author(s)
      Takeshi Hasegawa
    • Organizer
      ASC2023
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Difference in N2-Reducing Activity by [Mo3S4M] (M = Fe, Co, Ni) Cubes2023

    • Author(s)
      Yuto Matsuoka, Yuta Sakai, Mayu Fujisawa, Mizuki Tada, Takafumi Shimoaka, Takeshi Hasegawa, W. M. C. Sameera, Kazuki Tanifuji, and Yasuhiro Ohki
    • Organizer
      第68回有機金属化学討論会
  • [Presentation] 多脚型正孔回収単分子膜材料の開発とペロブスカイト太陽電池への応用2023

    • Author(s)
      チョン ミンアン,舟崎 司,ユーバリッケ ルーカス,能條 航,マーデイー リチャード,フ シュアイフェン,赤塚 有杜,中村 智也,塩谷 暢貴,長谷川 健,吉田 弘幸,鈴木 孝紀,若宮 淳志
    • Organizer
      第33回基礎有機化学討論会
  • [Presentation] SDA理論で有機フッ素科学の再構築2023

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      第74回コロイドおよび界面化学討論会
    • Invited
  • [Presentation] AFM IRによる有機半導体 薄膜のナノ構造解析2023

    • Author(s)
      塩谷暢貴,岡昂徹,長谷川健
    • Organizer
      第84回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] ペリレンジイミド誘導体のアルキル鎖長が分子配向制御に及ぼす影響2023

    • Author(s)
      杉本 恵美,岡昂徹,長谷川健
    • Organizer
      第84回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] 赤外分光法によるパーフルオロアルカンの集合構造解析2023

    • Author(s)
      荒木泰介,酒向信明,塩谷暢貴,長谷川健
    • Organizer
      2023年度 日本分光学会年次講演会
  • [Presentation] 拡散反射分光法を用いた新たな非調和振動解析手法2023

    • Author(s)
      酒向信明,荒木泰介,塩谷暢貴,長谷川健
    • Organizer
      2023年度 日本分光学会年次講演会
  • [Presentation] 低温蒸着法によるアルキル側鎖を有するPTCDI誘導体の分子配向制御2023

    • Author(s)
      杉本恵美,塩谷暢貴,岡昂徹,長谷川健
    • Organizer
      2023年度 日本分光学会年次講演会
  • [Presentation] 多角入射分解分光法(MAIRS)の開発と薄膜科学での展開2023

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      2023年度日本分光学会年次講演会 学会賞受賞講演
    • Invited
  • [Presentation] 温度可変in-situ測定で解明するPh-BTBT-Cn薄膜の構造再配列2023

    • Author(s)
      岡昂徹,塩谷 暢貴, 丸山 伸伍, 長谷川 健
    • Organizer
      第18回 有機デバイス・物性院生研究会
  • [Presentation] 有機フッ素化合物の学理再構築に向けて2023

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      TES会北陸支部特別講演会
    • Invited
  • [Presentation] 赤外分光法によるパーフルオロアルカンの集合構造解析2023

    • Author(s)
      荒木泰介,酒向信明,塩谷暢貴,長谷川健
    • Organizer
      第46回フッ素化学討論会
  • [Presentation] 拡散反射分光法を用いたPTFEの非調和振動解析2023

    • Author(s)
      酒向信明,荒木泰介,塩谷暢貴,長谷川健
    • Organizer
      第46回フッ素化学討論会
  • [Presentation] SDA theory and vibrational spectroscopy for understanding PFAS2023

    • Author(s)
      Takeshi Hasegawa
    • Organizer
      CRC 1349 Colloquium
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 表面コーティング層の構造解析と有機フッ素科学2023

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      豊田中研講演会
    • Invited
  • [Presentation] 低温蒸着法によるアルキル側鎖を有する有機半導体の結晶配向制御2023

    • Author(s)
      杉本恵美,塩谷暢貴,岡昂徹,長谷川健
    • Organizer
      第52回結晶成長国内会議
  • [Book] PFAS(有機フッ素化合物) の現状及び規制の影響と今後の対応2024

    • Author(s)
      長谷川健
    • Total Pages
      12
    • Publisher
      情報機構

URL: 

Published: 2024-12-25  

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