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2015 Fiscal Year Research-status Report

粗面および微粒子表面の吸着分子配向を解明する新しい拡散反射測定・解析法の開拓

Research Project

Project/Area Number 26620118
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

長谷川 健  京都大学, 化学研究所, 教授 (30258123)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords粗表面 / 拡散反射 / 表面吸着種 / 表面選択律 / 赤外分光法 / 微粒子
Outline of Annual Research Achievements

分光分析による吸着分子の分子配向解析は平滑な平面上でのみ可能で,粗面や微粒子の表面は分光学的な解析の対象になっていない.これは,粗表面で成り立つ表面選択律がないからである.本研究では,粗面や粉末試料の反射スペクトルで吸着分子のキャラクタリゼーションを可能にするため,新しい測定法を開発し表面選択律を解明する.従来の拡散反射法は,高感度性を狙って大きな立体角で測定することが当たり前となり,入射角という概念が失われていた.また,拡散の過程で偏光が解消するため偏光を使うことも無駄と考えられてきた.本研究では旧来の観念を覆して入射角を既定した二重偏光測定法を提案した.また,それを用いて反射光に含まれる正反射および拡散反射成分を分離して議論することができた.さらに,電磁気学的な基礎に立った解析との比較も行い,粗表面での吸着分子配向解析に初めて道を開くことができた.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

基礎理論の構築と,s偏光フィルターによる実験での成功により,予定通り粗表面に吸着した小分子の分子配向を議論できる,表面選択律の解明が実施できた.

Strategy for Future Research Activity

基礎的な検討は予定通りまとめることができ,論文にもすることができた.一方,当初目標としていた「粒径を制御した微粒子表面コーティング構造の解析と色素増感太陽電池への応用展開」については応用の矛先を広げ,このところ新たに動き出した次世代の蓄電池となり得るフッ素系蓄電池の解析に取り組む方針を考えている.我々は含フッ素有機化合物の物性を一次構造から読み解く新しい学理の構築にも取り組んでおり,これと組み合わせることで,より本研究の成果を拡大していく.

Causes of Carryover

実験に使用予定の1/4波長版の規格が新しいものになるという知らせを受け,古いものを購入するよりも新しい規格のものを購入するまで待った方が得策と判断したため.

Expenditure Plan for Carryover Budget

新規格の波長板が28年度前半に発売される予定であるため,時季を見てただちに導入を進める.

  • Research Products

    (57 results)

All 2016 2015

All Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Acknowledgement Compliant: 9 results) Presentation (46 results) (of which Invited: 15 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Characterization of Adsorbed Molecular Water on the Surface of a Stretched Polytetrafluoroethylene Tape Analyzed by 1H NMR2016

    • Author(s)
      Chihiro Wakai, Takafumi Shimoaka, and Takeshi Hasegawa
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. B

      Volume: 120 Pages: 2538-2543

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.5b11276

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Synthesis of a Distinct Water Dimer inside Fullerene C702016

    • Author(s)
      Rui Zhang, Michihisa Murata, Tomoko Aharen, Atsushi Wakamiya, Takafumi Shimoaka, Takeshi Hasegawa and Yasujiro Murata
    • Journal Title

      Nature Chem.

      Volume: in press Pages: unknown

    • DOI

      10.1038/NCHEM.2464

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] In-Situ Observation of a Self-Assembled Monolayer Formation of Octadecyltrimethoxysilane on a Silicon Oxide Surface Using a High-Speed Atomic Force Microscope2016

    • Author(s)
      Junji Iwasa, Kazuhisa Kumazawa, Kazumasa Aoyama, Hiroshi Suzuki, Shingo Norimoto, Takafumi Shimoaka, and Takeshi Hasegawa
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C

      Volume: 120 Pages: 2807-2813

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.5b11460

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] グリシン,ジグリシン,トリグリシンを含む脂肪酸誘導体によるポリグリシン II構造の形成2016

    • Author(s)
      野田卓夢,近藤沙南,荷堂清香,長谷川健,山田哲弘
    • Journal Title

      高分子論文集

      Volume: 73 Pages: 69-75

    • DOI

      10.1295/koron.2015-0059

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 1H NMR Analysis of Water Freezing in Nanospace Involved in a Nafion Membrane2015

    • Author(s)
      Chihiro Wakai, Takafumi Shimoaka,Takeshi Hasegawa
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. B

      Volume: 119 Pages: 8048-8053

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.5b03568

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A New Schematic of Poly(3-alkylthiophene) in an Amorphous Film Studied by Using a Novel Structural Index on Infrared Spectroscopy2015

    • Author(s)
      Nobutaka Shioya, Takafumi Shimoaka, Kazuo Eda, Takeshi Hasegawa
    • Journal Title

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      Volume: 17 Pages: 13472-13479

    • DOI

      10.1039/C5CP01024A

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Understanding of the intrinsic difference between normal- and perfluoro-alkyl compounds toward total understanding of material properties2015

    • Author(s)
      Takeshi Hasegawa
    • Journal Title

      Chem. Phys. Lett.

      Volume: 627 Pages: 64-66

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2015.03.046

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] An Origin of Complicated Infrared Spectra of Perfluoroalkyl Compounds Involving a Normal Alkyl Group2015

    • Author(s)
      Takeshi Hasegawa, Takafumi Shimoaka, Yuki Tanaka, Nobutaka Shioya, Kohei Morita, Masashi Sonoyama, Hideki Amii, Toshiyuki Takagi, Toshiyuki Kanamori
    • Journal Title

      Chem. Lett.

      Volume: 44 Pages: 834-836

    • DOI

      10.1246/cl.150198

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Hydration Structure of the Strongly Bound Water on the Sulfonic Acid Group in a Nafion Membrane Studied by Infrared Spectroscopy and Quantum Chemical Calculation2015

    • Author(s)
      Takafumi Shimoaka, Chihiro Wakai, Terumi Sakabe, Satoru Yamazaki, Takeshi Hasegawa
    • Journal Title

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      Volume: 17 Pages: 8843 -- 8849

    • DOI

      10.1039/C5CP00567A

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 競合する凝集性官能基を含むパーフルオロアルキル化合物の水面上と水中での凝集構造の相違2016

    • Author(s)
      鵜飼裕紀,下赤卓史,野田卓夢,山田哲弘,長谷川健
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学田辺キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-27
  • [Presentation] 光学等方性薄膜のBerreman効果を利用した赤外pMAIRS測定条件の実験的最適化2016

    • Author(s)
      塩谷暢貴,乗本真吾,泉直毅,波田美耶子,下赤卓史,長谷川健
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学田辺キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-27
  • [Presentation] PTFEに強く吸着した水分子のNMR解析2016

    • Author(s)
      若井千尋,下赤卓史,長谷川健
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学田辺キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-27
  • [Presentation] 赤外pMAIRS法およびGIXD法によるポルフィリン半導体薄膜の構造異方性解析2016

    • Author(s)
      波田 美耶子,塩谷 暢貴,下赤 卓史,枝 和男,長谷川 健
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学田辺キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-27
  • [Presentation] GM1含有平面膜が誘起するアミロイドβ線維形成過程の観察2016

    • Author(s)
      安盛花季,西原昌哉,松原輝彦,下赤卓史,長谷川健,佐藤智典
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学田辺キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-26
  • [Presentation] Nafion膜に含まれる水分子とスルホン酸基の 相互作用に関する新たな描像2016

    • Author(s)
      下赤卓史,若井千尋,長谷川健
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学田辺キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-25
  • [Presentation] ペンタセン/フラーレン薄膜界面での光誘起電荷担体生成の定量的評価2016

    • Author(s)
      中尾 一登,マーディー リチャード,波田 美耶子,塩谷 暢貴,下赤 卓史,長谷川 健,佐藤 直樹
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学田辺キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-24
  • [Presentation] ブルーの水素イオン指数に応じた構造の推定2016

    • Author(s)
      島田透,長谷川健
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学田辺キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-24
  • [Presentation] 自己組織化単分子膜(SAM)を利用した低環境負荷型表面修飾剤の開発2016

    • Author(s)
      三枝栄子,山手太軌,熊澤和久,鈴木啓之,長谷川健
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学田辺キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-24
  • [Presentation] 赤外pMAIRS法を用いた有機半導体薄膜の構造異方性解析2016

    • Author(s)
      塩谷暢貴,波田 美耶子、下赤 卓史、枝 和男、長谷川 健
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東工大大岡山
    • Year and Date
      2016-03-20
  • [Presentation] 含フッ素有機化合物のマクロおよび一分子の物性2016

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      第15回 高分子材料研究会
    • Place of Presentation
      徳島大学
    • Year and Date
      2016-03-18
    • Invited
  • [Presentation] Experimental Optimization of IR pMAIRS Using A New Analytical Concept2016

    • Author(s)
      Takeshi Hasegawa, Nobutaka Shioya, Shingo Noriomoto, Naoki Izumi, Miyako Hada, Takafumi Shimoaka
    • Organizer
      The Pittsburgh Conference 2016
    • Place of Presentation
      Atlanta, GA, USA
    • Year and Date
      2016-03-08
  • [Presentation] フッ素化合物の物性の統一的理解に向けた物理化学2016

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      第1回「フッ素のロマンを語る」会
    • Place of Presentation
      大阪市
    • Year and Date
      2016-02-23
    • Invited
  • [Presentation] フッ素科学の新学理構築に向けた赤外分光法での取り組み2016

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      2015年度日本分光学会北海道支部シンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌市)
    • Year and Date
      2016-01-27
    • Invited
  • [Presentation] パーフルオロアルキル化合物のバルク物性を一次構造から理解する2016

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      第18回生命化学研究会
    • Place of Presentation
      長崎県南島原市
    • Year and Date
      2016-01-08
    • Invited
  • [Presentation] An origin of complicated infrared spectra of perfluoroalkyl compounds involving a normal alkyl group2015

    • Author(s)
      Takeshi Hasegawa, Takafumi Shimoaka, Yuki Tanaka, Nobutaka Shioya, Kohei Morita, Masashi Sonoyama, Hideki Amii, Toshiyuki Takagi, Toshiyuki Kanamori
    • Organizer
      Pacifichem 2015
    • Place of Presentation
      Honolulu, HI, USA
    • Year and Date
      2015-12-16
    • Invited
  • [Presentation] 簡便なスピンコート法による高度に配向した機能性薄膜の作製2015

    • Author(s)
      塩谷暢貴,波田美耶子,下赤卓史,枝和男,長谷川健
    • Organizer
      第25回日本MRS年次大会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2015-12-09
  • [Presentation] Physical Characters of Perfluoroalkyl Group Induced by Dipole Moment2015

    • Author(s)
      Takeshi Hasegawa, T. Shimoaka , Y. Tanaka, K. Morita , M. Sonoyama , T. Takagi, T. Kanamori
    • Organizer
      第25回日本MRS年次大会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2015-12-08
  • [Presentation] パーフルオロアルキル化合物のバルク物性を理解するゼロ次近似モデルと物理化学的考察2015

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      群馬大学大学院理工学府セミナー
    • Place of Presentation
      群馬県桐生市
    • Year and Date
      2015-10-30
    • Invited
  • [Presentation] 走査型蛍光X線元素イメージングにおける主成分分析法の適用可能性2015

    • Author(s)
      松野 剛士,会田翔太,長谷川健,辻幸一
    • Organizer
      第51回X線分析討論会
    • Place of Presentation
      姫路
    • Year and Date
      2015-10-29
  • [Presentation] Dipole Interactive Property of a Perfluoroalkyl Group Studied by Surface Potential Measurements of a Langmuir Monolayer on Water2015

    • Author(s)
      Takeshi Hasegawa
    • Organizer
      Seminar of Chemistry Department at University of Miami
    • Place of Presentation
      University of Miami, FL, USA
    • Year and Date
      2015-10-01
    • Invited
  • [Presentation] 赤外分光法と多変量解析による水-エチレングリコール混合溶液の不凍メカニズムの解明2015

    • Author(s)
      下赤 卓史,長谷川健
    • Organizer
      第9回分子科学討論会2015
    • Place of Presentation
      東工大大岡山
    • Year and Date
      2015-09-19
  • [Presentation] 炭化水素とパーフルオロアルキル化合物を 見比べる新しい物理化学的視点2015

    • Author(s)
      長谷川 健
    • Organizer
      第38回フッ素化学討論会
    • Place of Presentation
      東京日本橋公会堂
    • Year and Date
      2015-09-17
    • Invited
  • [Presentation] 赤外MAIRS法によるチエノチオフェンを含む高分子有機半導体薄膜の構造異方性解析2015

    • Author(s)
      塩谷 暢貴,下赤 卓史,長谷川 健
    • Organizer
      第64回高分子討論会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2015-09-16
  • [Presentation] 可視MAIRS法を用いたポルフィリン系半導体薄膜の構造異方性解析2015

    • Author(s)
      波田 美耶子,塩谷 暢貴,下赤 卓史,枝 和男,長谷川 健
    • Organizer
      第64回高分子討論会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2015-09-16
  • [Presentation] 直鎖パーフルオロデシル基および直鎖パーフルオロオクチル基を有するカルボン酸の単結晶X 線構造解析2015

    • Author(s)
      岡村 岳,右手浩一, 長谷川健, 森田康平, 園山正史, 高木俊之, 金森敏幸
    • Organizer
      第64回高分子討論会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2015-09-15
  • [Presentation] パーフルオロアルキル鎖長の異なるフルオロアクリレート薄膜の赤外分光法による解析2015

    • Author(s)
      泉直毅,下赤 卓史,福本 可奈子,山本 育男,長谷川 健
    • Organizer
      日本分析化学会第64年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2015-09-12
  • [Presentation] 競合する凝集性官能基を含むパーフルオロ化合物の分子間相互作用メカニズムの検討2015

    • Author(s)
      鵜飼裕紀,下赤卓史,野田卓夢,山田哲弘,長谷川健
    • Organizer
      第66回コロイドおよび界面化学討論会
    • Place of Presentation
      鹿児島
    • Year and Date
      2015-09-12
  • [Presentation] 疎水鎖末端をパーフルオロアルキル基に置換したDMPC二分子膜のゲル-液晶相転移挙動と構造2015

    • Author(s)
      森田康平,高橋浩,網井秀樹,高木俊之,金森敏幸,長谷川健,園山正史
    • Organizer
      第66回コロイドおよび界面化学討論会
    • Place of Presentation
      鹿児島
    • Year and Date
      2015-09-12
  • [Presentation] テフロンに吸着した水分子の 静的・動的状態のNMR解析2015

    • Author(s)
      若井千尋,下赤卓史,長谷川健
    • Organizer
      第66回コロイドおよび界面化学討論会
    • Place of Presentation
      鹿児島
    • Year and Date
      2015-09-12
  • [Presentation] 結晶相によるパーフルオロアルキル化合物の凝集構造の違い:Langmuir膜の表面電位測定による解析2015

    • Author(s)
      田中悠基,下赤卓史,森田康平,園山正史,高木俊之,金森敏幸,長谷川健
    • Organizer
      第66回コロイドおよび界面化学討論会
    • Place of Presentation
      鹿児島
    • Year and Date
      2015-09-12
  • [Presentation] 可視MAIRS法を用いた ポルフィリン系半導体薄膜の 構造異方性解析2015

    • Author(s)
      波田美耶子,塩谷暢貴,下赤卓史,枝和男,長谷川健
    • Organizer
      第66回コロイドおよび界面化学討論会
    • Place of Presentation
      鹿児島
    • Year and Date
      2015-09-12
  • [Presentation] グリシン型両親媒性分子が作る会合体中の水素結合構造の検討2015

    • Author(s)
      野田卓夢,近藤沙南,荷堂清香,長谷川健,山田哲弘
    • Organizer
      第66回コロイドおよび界面化学討論会
    • Place of Presentation
      鹿児島
    • Year and Date
      2015-09-12
  • [Presentation] 界面の振動分光学から見た炭化水素鎖と パーフルオロアルキルの違い2015

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      日本分析化学会第64年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2015-09-11
    • Invited
  • [Presentation] Application of PCA for X-ray Fluorescence Mapping2015

    • Author(s)
      Shota Aida, Tsuyoshi Matsuno, Takeshi Hasegawa, Kouichi Tsuji
    • Organizer
      RSC Tokyo International Conference
    • Place of Presentation
      幕張
    • Year and Date
      2015-09-03
  • [Presentation] 多変量解析の基礎と赤外スペクトルの定量解析2015

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      資生堂講演会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2015-08-23
    • Invited
  • [Presentation] パーフルオロアルキル化合物のバルク物性を分子構造から理解する2015

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      福岡大学講演会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2015-08-04
  • [Presentation] IMPROVEMENT OF SPATIAL RESOLUTION OF CONFOCAL MICRO-XRF IMAGES USING PRINCIPAL COMPONENT ANALYSIS2015

    • Author(s)
      Takeshi Hasegawa
    • Organizer
      The International Centre for Diffraction Data
    • Place of Presentation
      Denver, USA
    • Year and Date
      2015-08-03
    • Invited
  • [Presentation] Study of molecular structural control in an organic semiconductor thin film by using IR pMAIRS2015

    • Author(s)
      Nobutaka Shioya, Takafumi Shimoaka, Takeshi Hasegawa
    • Organizer
      The 8th International Confenece on Advanced Vibrational Spectroscopy
    • Place of Presentation
      Vienna, Austria
    • Year and Date
      2015-07-15
  • [Presentation] Spectroscopic study of perfluoroalkyl compounds involving a normal alkyl group2015

    • Author(s)
      Yuki Tanaka, Takafumi Shimoaka, Nobutaka Shioya, Kohei Morita, Masashi Sonoyama, Hideki Amii, Toshiyuki Takagi, Toshiyuki Kanamori, Takeshi Hasegawa
    • Organizer
      The 8th International Confenece on Advanced Vibrational Spectroscopy
    • Place of Presentation
      Vienna, Austria
    • Year and Date
      2015-07-15
  • [Presentation] Chemical Structural Analysis of an Antifreeze Solution by Using Infrared Spectroscopy with an Aid of Chemometrics2015

    • Author(s)
      Takafumi Shimoaka, Takeshi Hasegawa
    • Organizer
      The 8th International Confenece on Advanced Vibrational Spectroscopy
    • Place of Presentation
      Vienna, Austria
    • Year and Date
      2015-07-14
  • [Presentation] The Stratified Dipole-Arrays (SDA) Model toward Unified Understanding of Bulk Properties of Perfluoroalkyl Compounds Studied by Infrared Spectroscopy2015

    • Author(s)
      Takeshi Hasegawa, Takafumi Shimoaka, Yuki Tanaka, Nobutaka Shioya, Kohei Morita, Masashi Sonoyama, Toshiyuki Takagi, Toshiyuki Kanamori
    • Organizer
      The 8th International Confenece on Advanced Vibrational Spectroscopy
    • Place of Presentation
      Vienna, Austria
    • Year and Date
      2015-07-13
    • Invited
  • [Presentation] A powerful tool for revealing molecular orientation in an ultrathin film: MAIRS on FT-IR2015

    • Author(s)
      Takeshi Hasegawa
    • Organizer
      Thermo-Fischer Scientific Webinar
    • Place of Presentation
      on the web
    • Year and Date
      2015-05-27
    • Invited
  • [Presentation] パーフルオロアルキル化合物の物性理解2015

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      FT-IR・ラマン ユーザーズフォーラム2015
    • Place of Presentation
      東京コンファレンスセンター品川
    • Year and Date
      2015-05-21
    • Invited
  • [Presentation] 高分子有機半導体のface-on配向の化学的起源2015

    • Author(s)
      塩谷暢貴,長谷川健
    • Organizer
      FT-IR・ラマン ユーザーズフォーラム2015
    • Place of Presentation
      東京コンファレンスセンター品川
    • Year and Date
      2015-05-21
  • [Presentation] パーフルオロポリマーに吸着した水の解析2015

    • Author(s)
      長谷川健
    • Organizer
      15-1NMR研究会
    • Place of Presentation
      積水化学工業株式会社 京都研究所
    • Year and Date
      2015-05-15
    • Invited
  • [Book] Recent Progress in Surface and Colloids Chemistry with Biological Applications2015

    • Author(s)
      Takeshi Hasegawa
    • Total Pages
      25
    • Publisher
      American Chemical Society
  • [Book] 高分子赤外・ラマン分光法2015

    • Author(s)
      長谷川健
    • Total Pages
      25
    • Publisher
      講談社サイエンティフィク

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Published: 2017-01-06  

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