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マイクロ波によるスピン相関混合過程の促進・停止の効果を利用した科学反応制御

研究課題

研究課題/領域番号 07554064
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分試験
研究分野 物質変換
研究機関東北大学

研究代表者

安積 徹  東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90013490)

研究分担者 藤井 金苗  日本電子(株), 分析機器技術本部, 課長
前田 公憲  東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (70229300)
研究期間 (年度) 1995 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
1996年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
キーワードラジカル対 / スピン対 / マイクロ波 / ADMR / RYDMR / SNP / CIDEP / 反応制御 / ESR / 磁場効果 / 過渡吸収スペクトル / 過渡吸収検出磁気共鳴法 / マイクロ波効果
研究概要

本研究において我々はスピン対の相関をマイクロ波パルスにより変化させ、その結果として化学反応を制御する手法の確立を目指す。そのために次のように研究を行い、成果を得た。
1、新しい時間分解スピン対相関観測システムの製作。
1)マイクロ波照射システムに発光観測装置、過渡吸収観測装置、核スピン分極観測装置、光伝導度測定装置を組み込み、マイクロ波によるスピン対相関への効果を、を多角的に観測することが可能なシステムを完成させた。
2)マイクロ波照射を自在に制御しスピン間相関を制御するために、マイクロ波共振器を改良しパルス照射が高時間分解能(数ns)で行えるようにした。
2、スピン間相関の直接観測。
上で述べた手法によりスピン間相関の時間発展を直接観測し、スピン対相関の緩和過程について、次のことを明らかにした。
1)スピン対における交換相互作用の揺らぎによるスピン緩和がマイクロ波照射による反応性の変化に顕著に現れる事。
2)パルスマイクロ波によりスピン対相関の混合過程をナノ秒の時間領域で加速、減速可能である事。また、遅延させたマイクロ波パルスはスピン対相関の混合過程の減速には有効でない事が明らかとなった。
3、時間分解ESRおよびSNP法によるミセル中ラジカル対の観測。
ミセル中のラジカル対は、スピン対の相関の運動が化学反応に有効に現れる反応系の一つである。これらの反応系において時間分解ESRおよびSNP法(誘導核スピン分極検出ESR法)を用いて、スピン挙動について明らかにした。これにより、スピン挙動とラジカル対の拡散運動との関係がほぼ完全に明らかになった。
以上によりマイクロ波による反応制御への基礎的データが得られた。今後多彩な反応系への応用が期待される。

報告書

(3件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] V.F.Tarasov et al.: "Spin-correlated Radical Pairs in Micellar Systems : Mechanism of CIDEP and the Micellar Size Dependence." Chemical Physics. 212. 353-361 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Shinodo et al.: "SNP studies on the structure of the short-lived radical pair generated in the hydrogen abstraction reaction of anthraquinone from xanthene." Bulletin of the Chemical Society of Japan. 69. 2731-2734 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Maeda et al.: "The time-resolved absorption-detected magnetic resonance spectrum of the polymethylene linked biradical : The effect of the exchange integral." Chemical Physics Letter. 100. 110-114 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Yamakage et al.: "Time-resolved DNP measurements of intermediate free radicals created in the photo-chemical reaction of benzaldehyde.Mechanism of nuclear-polarization creation." Molecular Physics. 90. 431-436 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Murai et al.: "Controlling of Radical-Ion Pair Reactions with Microwave : Phoroconductivity detected Magnetic Resonance." Chemical Physics Letter. 264. 619-622 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.S.Ali et al.: "Surprisingly Large Magnetic Field Effect in the Electron-Transfer Reaction of 4,4′-Bipyridine with Triethylamine in Acetonitrile" Chemical Physics Letter. (in press). (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] V.F.Tarasov et al.: "Spin-correlated Radical Pairs in Micellar Systems : Mechanism of CIDEP and the Micellar Size Dependence." Chemical Physics. 212. 353-361 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Shindo et al.: "SNP studies on the structure of the short-lived radical pair generated in the hydrogen abstraction reaction of anthraquinone from xanthene." Bulletin of the Chemical Society of Japan. 69. 2731-2734 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Maeda et al.: "The time-resolved absorption-detected magnetic resonance spectrum of the polymethylene linked biradical : The effect of the exchange integral." Chemical Physics Letter. 100. 110-114 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Yamakage et al.: "Time-resolved DNP measurements of intermediate free radicals created in the photochemical reaction of benzaldehyde. Mechanism of nuclear-polarization creation." Molecular Physics. 90. 431-436 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Murai et al.: "Controlling of Radical-Ion Pair Reactions with Microwave : Phoroconductivity detected Magnetic Resonance." Chemical Physics Letter. 264. 619-622 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.S.Ali et al.: "Surprisingly Large Magnetic Field Effect in the Electron-Transfer Reaction of 4,4'-Bipyridine with Triethylamine in Acetonitrile" Chemical Physics Letter. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] V. F. Tarasov et al.: "Spin-correlated Radical Pairs in Micellar Systems : Mechanism of CIDEP and the Micellar Size Dependence." Chemical Physics. 212. 353-361 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] K. Shindo et al.: "SNP studies on the structure of the short-lived radical pair generated in the hydrogen abstraction reaction of anthraquinone from xanthene." Bulletin of the Chemical Society of Japan. 69. 2731-2734 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] K. Maeda et al.: "The time-resolved absorption-detected magnetic resonance spectrum of the polymethylene linked biradical : The effect of the exchange integral." Chemical Physics Letter. 100. 110-114 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Y. Yamakage et al.: "Time-resolved DNP measurements of intermediate free radicals created in the photo chemical reaction of benzaldehyde. Mechanism of nuclear-polarization creation." Molecular Physics. (in press). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H. Murai et al.: "Controlling of Radical-Ion Pair Reactions with Microwave : Phoroconductivity detected Magnetic Resonance." Chemical Physics Letter. 264. 619-622 (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] S. S. Ali et al.: "Surprisingly Large Magnetic Field Effect in the Electron-Transfer Reaction of 4,4′-Bipyridine with Triethylamine in Acetonitrile" Chemical Physics Letter. (in press). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Y. Yamakage: "Time-Resolved CIDNP-Detected ESR Spectrum in the Photochemical Hydrogen Abstraction Reaction of Benzoguinone" Magnetic Resonance in Medicine. 6. 393-395 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] K. Shindo: "Low Field CIDNP-Detected ESR Spectrum of Intermediate Radical Pair in Photoinduced Hydrogen-Abstraction Reaction." Magnetic Resonance in Medicine. 6. 407-409 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] K. Maeda: "CIDNP-Detected ESR Spectrum in the Photoinduced Electron Transfer Reaction." Magnetic Resonance in Medicine. 6. 410-412 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] S. S. Ali: "DIDNP Studies on the Photochemical Reaction of 4-Methyl-2-quinolinecarbonitrile with Optically Active(S)-or(R)-2-" Chemistry Letters. 227-228 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] S. Kimachi: "Phosphorescence and Zero-Field Optically Detected Magnetic Resonance Studies of(nd)^<10> Transition-Metal Complexes. 2." J. Phys. Chem.99. 7242-7245 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 安積 徹: "励起状態" 光化学. 96-101 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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