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2010 Fiscal Year Annual Research Report

水溶性エアロゾル界面が担う大気反応過程の解明

Research Project

Project/Area Number 22750003
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

石山 達也  東北大学, 高等教育開発推進センター, 助教 (10421364)

Keywords気液界面 / 不均質大気化学 / 分子動力学シミュレーション / 和周波発生スペクトル
Research Abstract

重水素置換された水と空気界面における分子(配向)構造を,分子動力学シミュレーションによる和周波スペクトルの計算により明らかにした.この研究の意義としては,この問題が水という地球上で最も基本的な物質の界面構造に関わる問題で,今後水溶性界面構造を和周波スペクトルによって明らかにしていく上で重要な科学的知見が求められる点にある.本研究の成果を礎に,水溶性エアロゾル界面構造の研究が進展し,大気反応モデル構築の強力な証拠を提供すると考えている.
実験で報告された和周波スペクトルは,重水素化されている場合とされていない場合で,特に水のOH伸縮運動の水素結合領域の振動バンドが変化することが報告された.実験家によるスペクトルの帰属は様々であり,フェルミ共鳴を含めた分子内カップリングによる効果や分子間カップリングによる影響が考えられていた.この問題に対して,我々は水素と重水素を実験条件と合うように分子動力学シミュレーションを行い,実験のスペクトルを再現することに成功した.本研究の成果によれば,重水素化による水素結合領域のスペクトル変化の影響は,主に分子間カップリングによるものであることが分かった.しかし一方で,分子内カップリングによる影響も一部含まれていることが分かった.和周波スペクトルに分子間カップリングの影響が強く表れるという事実は,和周波スペクトルの解釈上大変重要な知見であり,多くの実験家に大きなインパクトを与えると思われる.

  • Research Products

    (6 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Molecular Dynamics Simulation of Liquid Methanol. I. Molecular Modeling including C-H Vibration and Fermi Resonance2011

    • Author(s)
      T.Ishiyama, VV.Sokolov, A.Morita
    • Journal Title

      J.Chem.Phys

      Volume: 134 Pages: 024509(18)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular Dynamics Simulation of Liquid Methanol. II. Unified Assignment of Infrared, Raman, and Sum Frequency Generation Vibrational Spectra in Methyl C-H Stretching Region2011

    • Author(s)
      T.Ishiyama, VV.Sokolov, A.Morita
    • Journal Title

      J.Chem.Phys

      Volume: 134 Pages: 024510(11)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 空気/水界面での水分子の構造と振動分光の分子動力学計算2011

    • Author(s)
      石山達也、森田明弘
    • Organizer
      文部科学省「最先端・高性能汎用スーパーコンピュータの開発利用」プロジェクト 次世代ナノ統合シミュレーションソフトウェアの研究開発 第5回 公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2011-02-23
  • [Presentation] Surface structure and vibrational spectrum at water surface : A molecular dynamics study2010

    • Author(s)
      Tatsuya Ishiyama
    • Organizer
      Pacifichem2010
    • Place of Presentation
      Honolulu, USA
    • Year and Date
      2010-12-16
  • [Presentation] メチル基の分子モデリングの開発と振動分光のMDシミュレーション2010

    • Author(s)
      石山達也
    • Organizer
      第4回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2010-09-15
  • [Remarks]

    • URL

      http://comp.chem.tohoku.ac.jp/

URL: 

Published: 2012-07-19  

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