2023 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of inhomogenious structure of aquatic functional materials using soft x-ray spectroscopy calculations
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 |
22H04550
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
高橋 修 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 准教授 (60253051)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 電子状態計算 / 軟X線分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
水の構造およびダイナミクスはその物性と直結しており、水溶液の機能発現を探る鍵の１つである。構造を探るツールとしての軟X線は元素選択的励起が可能であり、励起原子周辺の局所構造の情報を獲得できる。さらに理論モデルと合わせることにより、溶液内の不均一性に基づく分子レベルの明瞭なモデルを構築できる。最近研究代表者は液体エタノール、水の軟X線スペクトル計算を行い、これら液体の局所構造を解明した。本領域研究では、水性機能性ポリマーに対しXAS,RIXSのような軟X線分光によって得られた実験スペクトルを直接理論的に計算する。
本年は公募研究として参画した２年度であった。本新学術研究に参加することで新たな共同研究を実施した。A2班の原田先生との共同研究として、エタノール水溶液のRIXS計算を行った。いくつかの濃度に対し分子動力学法によりエタノール水溶液を構築し、得られた構造からクラスタモデルを抽出しRIXS計算を行った。水、エタノールのHOMO準位に対応する530 eV付近のピークに着目する。低濃度においてエタノールの構造変化によるピークシフトが見られる。濃度が濃くなるにつれて徐々に高エネルギー側にシフトし、実験スペクトルの挙動と一致する。エタノール濃度の増加に対し、水素受容体の減少に伴う結合様式の切り替わりが見られた。その他A1班の橋川先生とフラーレン内包水の構造研究、A1班の加藤先生と水処理膜の水和構造、A1班の堀内先生と有機無機複合体結晶中の水の構造などを実施した。
研究論文は３報、学会発表は国内学会を３件、国際学会を２件（１件は招待講演）行った。またアウトリーチ活動として、2022, 2023年度にGSC広島において高校生向けに計算化学の講義および演習を行った。
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| Research Progress Status |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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