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制限空間内の水の研究:圧力依存性とwet-dry現象

研究課題

研究課題/領域番号 15K17738
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
研究機関神奈川大学

研究代表者

客野 遥  神奈川大学, 工学部, 助教 (10746788)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード水のナノサイエンス / カーボンナノチューブ / 疎水性/親水性 / 液体-液体転移 / 疎水性 / 構造 / ダイナミクス / 疎水性・親水性
研究成果の概要

本研究では、直径1.45 nm以上の単層カーボンナノチューブ(SWCNT)に内包された水の性質を、X線回折実験、NMR測定、古典分子動力学計算などの手法により調べた。その結果、(1) SWCNT内包水のwet-dry現象のメカニズムを解明した。(2) 内包水は低温(約220 K)まで速い回転運動をしていることを実験で明らかにした。(3) 220 K以下で内包水の構造とダイナミクスは不連続転移を起こし、その転移温度TcはSWCNT直径に依存することを明らかにした。本研究はSWCNTの疎水性円筒空洞内の水の物性理解に留まらず、バルク水の未解明物性の解明にもつながる知見を与えるものである。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Rotational dynamics and dynamical transition of water inside hydrophobic pores of carbonnanotubes2017

    • 著者名/発表者名
      H. Kyakuno, K. Matsuda, Y. Nakai, R. Ichimura, T. Saito, Y. Miyata, K. Hata, Y. Maniwa
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 14834-14834

    • DOI

      10.1038/s41598-017-13704-6

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] "Improvement of thermoelectric performance of single-wall carbon nanotubes by heavy doping: Effect of one-dimensional band multiplicity2017

    • 著者名/発表者名
      D. Hayashi, Y. Nakai, H. Kyakuno, T. Yamamoto, Y. Miyata, K. Yanagi, Y. Maniwa
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 9 号: 12 ページ: 125103-125106

    • DOI

      10.7567/apex.9.125103

    • NAID

      210000138127

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Diameter-dependent hydrophobicity in carbon nanotubes2016

    • 著者名/発表者名
      Haruka Kyakuno, Mamoru Fukasawa, Ryota Ichimura, Kazuyuki Matsuda, Yusuke Nakai, Yasumitsu Miyata, Takeshi Saito, Yutaka Maniwa
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 145 号: 6 ページ: 064514-064514

    • DOI

      10.1063/1.4960609

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Thermoelectric properties of single-wall carbon nanotube films: Effects of diameter and wet environment2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Hayashi, Tomohiro Ueda, Yusuke Nakai, Haruka Kyakuno, Yasumitsu Miyata, Takahiro Yamamoto, Takeshi Saito, Kenji Hata, and Yutaka Maniwa
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 9 号: 2 ページ: 25102-25102

    • DOI

      10.7567/apex.9.025102

    • NAID

      210000137792

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] つぶれたカーボンナノチューブに内包された水の構造とダイナミクス2018

    • 著者名/発表者名
      客野遥,小倉宏斗,松田和之,真庭豊
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 単層カーボンナノチューブに内包された水のダイナミクスと相転移挙動2017

    • 著者名/発表者名
      客野遥, 松田和之, 中井祐介, 市村遼太, 斎藤毅, 宮田耕充, 真庭豊
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブ内包水のwet-dry転移:古典分子動力学法を用いた研究2017

    • 著者名/発表者名
      深澤衛, 客野遥, 市村遼太, 松田和之, 中井祐介, 宮田耕充, 斉藤毅, 真庭豊
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 単層カーボンナノチューブ薄膜の熱電物性:接合界面の効果2017

    • 著者名/発表者名
      林大介, 柳川勇治, 沢辺健太朗, 中井祐介, 客野遥, 宮田耕充, 山本貴博, 斎藤毅, 真庭豊
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 配向単層カーボンナノチューブフィルムの熱電物性2017

    • 著者名/発表者名
      沢辺健太朗, 柳川勇治, 林大介, 中井祐介, 客野遥, 宮田耕充, 斎藤毅, 真庭豊
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 単層カーボンナノチューブ試料の熱拡散率:真空中加熱とキャリアドープの効果2017

    • 著者名/発表者名
      柳川勇治,沢辺健太朗,林大介,中井祐介,客野遥,宮田耕充,斎藤毅,真庭豊
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 単層カーボンナノチューブの接合界面の熱電物性2017

    • 著者名/発表者名
      林大介,中井祐介,客野遥,宮田耕充,山本貴博,真庭豊
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Fast molecular dynamics and phase transition of water confined inside carbon nanotubes2017

    • 著者名/発表者名
      H. Kyakuno, K. Matsuda, R. Ichimura, T. Saito, Y. Maniwa
    • 学会等名
      Liquids 2017 (10th Liquid Matter Conference)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高濃度ドーピングによる単層カーボンナノチューブ薄膜の熱電物性の向上2016

    • 著者名/発表者名
      中井祐介, 林大介, 客野遥, 山本貴博, 宮田耕充, 柳和宏, 真庭豊
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 単層カーボンナノチューブ薄膜の熱電物性の直径依存性2016

    • 著者名/発表者名
      林大介, 上田智大, 中井祐介, 客野遥, 宮田耕充, 山本貴博, 斎藤毅, 畠賢治, 真庭豊
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 配向した単層カーボンナノチューブ試料の熱電物性2016

    • 著者名/発表者名
      沢辺健太朗, 柳川勇治, 林大介, 中井祐介, 客野遥, 宮田耕充, 斎藤毅, 真庭 豊
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属・半導体型混合SWCNTフィルムの熱電物性2016

    • 著者名/発表者名
      林大介, 上田智大, 中井祐介, 客野遥, 宮田耕充, 真庭豊, 山本貴博.
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2016-03-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 単層カーボンナノチューブに内包された水の研究VI2016

    • 著者名/発表者名
      客野遥, 深澤衛, 松田和之, 中井祐介, 宮田耕充, 斎藤毅, 真庭豊.
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 単層カーボンナノチューブに内包された水の研究V2015

    • 著者名/発表者名
      客野遥, 深澤衛, 松田和之, 中井祐介, 宮田耕充, 斎藤毅, 真庭豊.
    • 学会等名
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Unusual drying transition of confined water in carbon nanotubes.2015

    • 著者名/発表者名
      H. Kyakuno, M. Fukasawa, R. Ichimura, K. Matsuda, Y. Nakai, Y. Miyata, T. Saito, Y. Maniwa.
    • 学会等名
      15th Conference of the International Association of Colloid and Interface Scientists
    • 発表場所
      Convention Center Rheingoldhalle, Mainz, Germany
    • 年月日
      2015-05-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] フレキシブル熱電変換材料の開発と応用(第5章 カーボンナノチューブのゼーベック効果)2017

    • 著者名/発表者名
      中村雅一監修(第5章執筆:林大介,客野遥,中井祐介,真庭豊)
    • 総ページ数
      254
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781312552
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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