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2015 Fiscal Year Annual Research Report

MOFを用いたテラヘルツ化学アナライザの開発

Research Project

Project/Area Number 26870063
Research InstitutionAkita University

Principal Investigator

丹野 剛紀  秋田大学, ベンチャーインキュベーションセンター, 准教授 (70390721)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Keywords物性実験 / テラヘルツ振動 / MOF / 不斉識別
Outline of Annual Research Achievements

MOF(ZIF-8)のテラヘルツ吸収スペクトルをGaP差周波発生式テラヘルツ分光装置を用いて1~6 THzの範囲で計測し,さらにMOFを各種ガスに暴露した後のスペクトルを同様に計測したところ,特定の吸収バンドの消褪が観測された.他グループの理論計算に基づく研究によると,このバンドはMOFのopen-gate現象と関連があり,ガス分子の取り込みと密接にかかわっていることが示唆されている.このことを考慮すると,本実験結果は,ガス分子がMOFに吸着したことによりopen-gate振動が抑制されたとこが分光的に観測されたものと理解することができる.また,当該バンドのピーク振動数における吸光度の時間的変化を測定したところ,その時間プロファイルはガスによって異なっていることが判明した.多くのガスについては指数関数的に吸光度が変化したが,ある種のガスについては指数関数よりも複雑な挙動であった.この結果を解析するために,MOFへのガス吸着を表現する数理モデルを構築した.このモデルでは,当該分子ははじめopen-gate振動を抑制するようなサイトに吸着するが,次第に抑制効果のないサイトへ移り,そこで安定化すると仮定していて,このモデルによって上述の特異な過渡応答が説明できる.
また,シクロデキストリンと金属イオンからなるキラルなMOFのテラヘルツ吸収スペクトルは,キラルな揮発性小分子量有機分子の吸着によって変化し,その変化の仕方は吸着した分子のキラリティによって異なることが確認できた.
以上の結果から,MOFとテラヘルツ波との組み合わせによって,これまでにないタイプのガス化学アナライザが実現できることが実証された.

  • Research Products

    (8 results)

All 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Formation of a green-form TTF-CA charge transfer complex confirmed with terahertz transmission spectrum2015

    • Author(s)
      Takenori Tanno, Takahiro Oohashi
    • Journal Title

      Results in Physics

      Volume: 5 Pages: 74-75

    • DOI

      10.1016/j.rinp.2015.03.003

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Terahertz spectroscopic study on order-disorder phase transition of nonadecane2015

    • Author(s)
      Takenori Tanno, Junya Asari, Shinichi Yodokawa, Toru Kurabayashi
    • Journal Title

      Chemical Physics

      Volume: 461 Pages: 25-28

    • DOI

      10.1016/j.chemphys.2015.08.022

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Terahertz vibrational spectroscopy of organic crystals2016

    • Author(s)
      Takenori Tanno
    • Organizer
      International Conference on Materials Processing and Applications
    • Place of Presentation
      Vellore, India
    • Year and Date
      2016-12-14 – 2016-12-16
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ノナデカンのテラヘルツ吸収特性と相転移2015

    • Author(s)
      田口健,淀川信一,倉林徹,丹野剛紀
    • Organizer
      第24回有機結晶シンポジウム
    • Place of Presentation
      広島市
    • Year and Date
      2015-11-01 – 2015-11-03
  • [Presentation] テラヘルツ分光による脂質結晶の規則-不規則相転移の観察2015

    • Author(s)
      丹野剛紀,田口健,淀川信一,倉林徹
    • Organizer
      第45回結晶成長国内会議
    • Place of Presentation
      札幌市
    • Year and Date
      2015-10-19 – 2015-10-21
  • [Presentation] Changes in the terahertz spectra of plastic crystals due to phase transitions2015

    • Author(s)
      Kyoko Umeno, Kazuhiko Fujiwara, Nobuaki Ogawa, Takenori Tanno
    • Organizer
      22nd International Conference on the Chemistry of the Organic Solid State
    • Place of Presentation
      新潟市
    • Year and Date
      2015-07-12 – 2015-07-17
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Terahertz spectroscopic study on gas adsorption on ZIF-8 metal-organic framework2015

    • Author(s)
      Yutaro Watanabe, Daiki Ishikawa, Kazuhiko Fujiwara, Nobuaki Ogawa, Takenori Tanno
    • Organizer
      22nd International Conference on the Chemistry of the Organic Solid State
    • Place of Presentation
      新潟市
    • Year and Date
      2015-07-12 – 2015-07-17
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Chiral discrimination using terahertz spectroscopy and chiral MOF2015

    • Author(s)
      Kyoko Umeno, Kazuhiko Fujiwara, Nobuaki Ogawa, Takenori Tanno
    • Organizer
      Joint Conference of 8th Asian Cyclodextrin Conference and 32nd Cyclodextrin Symposium
    • Place of Presentation
      熊本市
    • Year and Date
      2015-05-14 – 2015-05-16
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-01-06  

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