| 研究課題/領域番号 |
18K11932
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分80040:量子ビーム科学関連
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| 研究機関 | 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び中性子科学センター(研究開発 |
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研究代表者 |
山田 武 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び中性子科学センター(研究開発, 中性子科学センター, 副主任研究員 (80512318)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 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: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 中性子準弾性散乱 / 制限空間 / 水 / 触媒層 / 界面 / QENS / 分子動力学シュミレーション / 分子ダイナミクス / 中性子 |
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| 研究成果の概要 |
ナノメートルスケールの空間中の水の構造やダイナミクスは、空間サイズや界面との相互作用の影響を受けている。しかしながら、サイズ効果と界面との相互作用を分離して理解することは十分にできていない。そこで、本研究では空間サイズを揃えた試料を用いて界面の状態が水の運動性に与える影響を中性子準弾性散乱により調べた。
界面の性質が異なるメソポーラスシリカ中の水、リン脂質二分子膜中の水への塩添加効果について調べた結果、界面の性質が異なることで細孔表面に強く結合した水和層の厚みが変わると考えられる一方、それ以外の空間ではバルク水よりも一桁程度遅い水とバルク水と似たような水の2種類の水が存在することを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、界面との相互作用は界面と強く結合した水の層の厚みとして大きく現れ、残った空間ではバルク水と同程度の拡散係数を示す水、バルク水よりも一桁程度小さい拡散係数を示す水、という2種類の水が存在することを明らかにした。得られた知見は、タンパク質の構造変化、生体材料の生体適合性、セメントの硬化反応など幅広い分野で、水が果たす役割の理解に繋がると期待される。
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