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混じりあう溶媒間の界面における反応解析のための液液光導波路分光法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 18K05164
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分34020:分析化学関連
研究機関神戸大学 (2019-2021)
群馬大学 (2018)

研究代表者

角田 欣一  神戸大学, 海事科学研究科, 客員教授 (30175468)

研究分担者 堀田 弘樹  神戸大学, 海事科学研究科, 教授 (80397603)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード液液光導波路 / 液液界面反応 / 混じりあう溶媒系 / 蛍光 / ラマン散乱 / 液/液光導波路
研究成果の概要

混じり合う屈折率の異なる2つの溶媒のシースフローにより生成する液/液光導波路を利用する新たな液液界面反応解析法の構築を目的として、種々の検討を行った。まず, LLW中の有機溶媒の濃度分布を測定する方法として、蛍光法およびラマン散乱法の開発し,数値流体力学(CFD)シミュレーションとの比較により,それらの有用性を確かめた. 次に、最も拡散係数や反応速度定数が大きい酸塩基中和反応をLLWにより観測した.さらに、Al(III)-ルモガリオンなどの錯形成反応を観測し,LLWを用いて 特定のAl化学種を選択的に検出する可能性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の研究対象である異なる2つの溶媒のシースフローを利用する液/液光導波路(LLW)は、私たちが世界で最初に提案し、その可能性を実証したものである。その後、これはOptofluidicsと呼ばれる新領域の基本技術となり、この領域に関して、現在(2022年)までに約1000件の関連論文が発表されている。一方、私たちは、LLWの新たな分析用分光セルとしての可能性に着目し、独自の検討を続けてきたが、本研究では、そのための基礎と応用に関して、様々な重要な手法を開発するとともに今後の応用の基礎となる知見を得ることができた。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 学会発表 (13件) (うち招待講演 1件)

  • [学会発表] 赤外の多重全反射を利用した水中溶存二酸化炭素の測定2021

    • 著者名/発表者名
      堀田弘樹
    • 学会等名
      広帯域極限電磁波生命理工連携研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 赤外光導波路による溶存 >> 二酸化炭素センサーの開発研究2021

    • 著者名/発表者名
      谷嵐正之, 孟広治, 堀田弘樹, 角田欣一, 紀本岳志
    • 学会等名
      日本分析化学会第70年年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 赤外光導波路による水中溶存二酸化炭素センサーの作製2021

    • 著者名/発表者名
      谷嵐正之,孟広治,堀田弘樹,角田欣一,紀本岳志
    • 学会等名
      日本赤外線学会第30回研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 赤外光導波路センサーによる水中溶存CO2の定量2020

    • 著者名/発表者名
      堀田 弘樹・孟 広治・谷嵐 正之・角田 欣一・紀本 岳志
    • 学会等名
      日本分析化学会第69年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 硫化物イオンの電気化学検出による高感度簡易分析2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤聡太郎・孟広治・堀田弘樹
    • 学会等名
      日本分析化学会第80回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Detection of dissolved carbon dioxide in water by infrared optical waveguide spectroscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Hotta, Guangzhi Meng, Kin-ichi Tsunoda, Takashi Kimoto
    • 学会等名
      The 100th CSJ Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 赤外光導波路を用いた水中の二酸化炭素検出の高感度化2019

    • 著者名/発表者名
      孟広治、堀田弘樹、角田欣一、紀本岳志
    • 学会等名
      第79回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 粘度応答性蛍光分子を用いるイオン液体界面の粘性評価の検討2019

    • 著者名/発表者名
      山澤隆史、高橋浩三、天野健一、作花哲夫、堀田弘樹、花岡健二郎、西直哉
    • 学会等名
      第37回関西界面科学セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] イオン液体の界面粘度:粘度蛍光プローブと光導波路分光法を組み合わせた研究2019

    • 著者名/発表者名
      山澤隆史、高橋浩三、天野健一、作花哲夫、堀田弘樹、花岡健二郎、西直哉
    • 学会等名
      2019年電気化学秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 粘度応答性蛍光分子プローブを用いるイオン液体界面の粘性評価2019

    • 著者名/発表者名
      山澤隆史、高橋浩三、作花哲夫、堀田弘樹、花岡健二郎、西直哉
    • 学会等名
      2019年電気化学秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 液液光導波路形成に用いるシースフローにおける酸塩基中和反応の計測法の開発とその評価2018

    • 著者名/発表者名
      浪岡 耕平 ・ 佐藤 記一 ・ 角田 欣一
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 赤外光導波路を用いた水中溶存二酸化炭素の検出2018

    • 著者名/発表者名
      孟 広治・ 堀田 弘樹・ 紀本 岳志・ 角田 欣一
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] スラブ光導波路上の脂質二分子膜中の色素の配向の研究2018

    • 著者名/発表者名
      上岡 拓弥 ・ 西脇 拓哉 ・ 佐藤 記一 ・ 角田 欣一
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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