2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of the method of generation and application of the electrostatic polarization model of hydrogen-bonded systems based on statistical analysis of electron density changes
Publicly Offered Research
| Project Area | Aquatic Functional Materials: Creation of New Materials Science for Environment-Friendly and Active Functions |
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| Project/Area Number |
20H05215
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
鳥居 肇 静岡大学, 工学部, 教授 (80242098)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 水素結合 / 静電分極 / 電子密度 / 統計的解析 / スペクトル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
水の溶媒としての特性を的確に表現できる理論モデルを構築することは，水と材料の分子レベル・ナノ集合レベルでの相互作用を捉え，それにより水の存在下において機能を発現する材料を創成しようとするにあたって，重要である。従来の静電分極モデルは，空間的不均一静電環境への応答の表現などにおいて大きな欠陥をもつため，分子間相互作用による電子密度変化を，多様な分子配置を考慮して統計的に解析することによって，水素結合性分子の静電分極モデルの理論的生成法開発を進める。それに加えて，分子分極が深く関わるスペクトルのシミュレーションによって，理論モデルの妥当性を検証するとともに，水素結合形成に与る水分子の分光学的性質の変化を理論的に解析し，領域内で行われている実験的研究との融合により，機能性材料分子との相互作用に関わる水分子の性質の解明を進める。
令和３年度においては，前年度に実施した電子密度変化に関する統計的解析の結果に基づいて，基本となる電子密度変化に対応する静電相互作用パラメーターのセットを導出した。また，水クラスター内における水分子のOH伸縮振動の振動数と水素結合構造パラメーターの関係として，従来以上に精緻な形を見出し，具体的な関数形として提示した。さらに，領域内共同研究として，加湿顕微赤外分光による高分子材料と水の状態解析における理論解析を担当し，高分子材料の水素結合受容官能基と水素結合を形成する水分子について，水素結合状態（水素結合の有無や数だけでなく，具体的な立体構造）とOH伸縮振動数の対応を明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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