2013 Fiscal Year Research-status Report
電子スピンをプローブとした二分子膜界面束縛水の電子伝達機構解明
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25810009
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
三浦 智明 新潟大学, 自然科学系, 助教 (80582204)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 電子移動 / 二分子膜 / 界面束縛水 / スピンダイナミクス / 磁場効果 |
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| Research Abstract |
非イオン性界面活性剤とコレステロールを水中分散させることによって二分子膜(Niosome)懸濁液を得た。ここに疎水性ポルフィリン(ドナー)と両親媒性ビオロゲン(アクセプター)を添加し、ナノ秒過渡吸収および磁場効果の測定を行った。三重項電荷分離状態に対して数百%の巨大な磁場効果が観測され、磁場効果の大きさ、タイムスケールは温度に強く依存した。また、いずれの温度においても生じたラジカルイオン種の膜外への散逸がほとんど見られなかった。ここから、Niosomeが電荷分離状態の運動を著しく制限していることが明らかとなった。すなわち、本系は界面にほぼ固定された電荷分離状態であることが示唆され、界面束縛水の電子伝達効果を選択的に観測するのに適していると考えられる。
これと並行して測定装置の高感度化、改良を試みている。新たに購入したレーザーと既存のレーザーを組み合わせて、キャビティーリングダウン装置の開発を試みている。これにより懸濁液の高感度測定が可能になるものと期待される。またナノ秒パルス磁場装置を過渡吸収装置に組み込み、パルス磁場効果の測定を行う準備を進めている。
今後は新たに開発する装置を用いてより詳細な電化分離状態ダイナミクスを検出するとともに、電子顕微鏡や光散乱を用いた膜の構造解析も行う。これらの実験的情報をもとに分子動力学‐スピンダイナミクスハイブリッド計算を開発し、界面束縛水の電子伝達機構にせまる研究を遂行する予定である。これにより、生体内の酸化還元反応における水の重要性、およいソフト界面を用いた光エネルギー変換系構築のための指針が得られるものと期待される。
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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
Niosome系における巨大磁場効果の観測に成功し、当初の計画どおりに実験研究はおおむね遂行できた。高感度化のための新規レーザーの購入により、当初計画のナノ秒パルス磁場装置の導入が危ぶまれたが、静岡大学より移管を受けることができ、計画どおりに遂行できるようになった。
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| Strategy for Future Research Activity |
計画どおり、ナノ秒パルス磁場効果の測定、電子顕微鏡などによる膜構造の解析を行うとともに、分子動力学‐スピンダイナミクスハイブリッド計算の開発を行う。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
ナノ秒パルス磁場装置導入時の周辺装置(光学部品等)購入のための予算であったが、導入が年度末になったため、使用できなかった。
計画通り、ナノ秒パルス磁場装置の周辺装置に使用する。
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