ピコ秒時間分解能の磁気共鳴法開発と光化学素過程の研究

• 研究課題/領域番号: 19350008
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 河合 明雄 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (50262259)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 20,410千円 (直接経費: 15,700千円、間接経費: 4,710千円); 2009年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2008年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2007年度: 16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
• キーワード: 超高速磁気共鳴 / 光化学 / スピン分極 / 光物理 / 超精密計測 / ラジカル / 化学物理

研究概要

MRIなどに代表されるような広い分野で活用される磁気共鳴装置は、短寿命活性化学種の観測には不向きな装置である。この問題点の解決を目指し、最高でピコ秒時間分解能をもつ磁気共鳴分光装置を、レーザー光磁気効果を利用した原理に基づいて設計製作した。このような装置を用い、光化学反応や光物理過程で発生するスピン分極した常磁性分子の超高速観測実験を行い、装置の利点や欠点について総括した。

研究成果

• [雑誌論文] CIDEP created by the quenching of photo-excited tryptophan at protein surface: A challenge to CIDEP probing of protein structural changes (2010)
  • 著者名/発表者名: Akio Kawai, Shuichi Mori, Kazuhide Tsuji, Kazuhiko Shibuya
  • 雑誌名: Appl. Magn. Reson. 38 ページ: 206-215
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photochromic Reaction of a Novel Room Temp-erature Ionic Liquid: 2-Phenylazo-1-hexyl-3-methylimidazolium Bis(pentafluoroethyl-sulfonyl) amide (2010)
  • 著者名/発表者名: Akio Kawai, Daiki Kawamori, Tomoo Monji, Tooru Asaka, Nobuyuki Akai, Kazuhiko Shibuya
  • 雑誌名: Chem. Lett. 39 ページ: 230-231
  • NAID: 130004425792
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetic study on the photoabsorption process of gaseous O2 dimol at 630 nm in a wide pressure range (2010)
  • 著者名/発表者名: Akira Ida, Eiji Furui, Nobuyuki Akai, Akio Kawai, Kazuhiko Shibuya
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 488 ページ: 130-134
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photochromism of 3-butyl-1-methyl-2-phenylazoimidazolium in room temp-erature ionic liquids (2010)
  • 著者名/発表者名: Tooru Asaka, Nobuyuki Akai, Akio Kawai, Kazuhiko Shibuya
  • 雑誌名: J. Photochem. Photobiol. A Chemistry 209 ページ: 12-18
  • 査読あり
• [雑誌論文] CIDEP created by the quenching of photo-excited tryptophan at protein surface : A challenge to CIDEP probing of protein structural changes (2010)
  • 著者名/発表者名: Akio Kawai, Shuichi Mori, Kazuhide Tsuji, Kazuhiko Shibuya,
  • 雑誌名: Appl.Magn.Reson. (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetic study on the photoabsorption process of gaseous O_2 dimol at 630 nm in a wide pressure range (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Ida, E.Furui, N.Akai, Akio Kawai, K.Shibuya
  • 雑誌名: Chem.Phys.Letters, (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photochromic Reaction of a Novel Room Temperature Ionic Liquid : 2-Phenylazo-1-hexyl-3-methylimidazolium Bis (pentafluoroethylsulfonyl) amide (2010)
  • 著者名/発表者名: Akio Kawai, D.Kawamori, T.Monji, T.Asaka, N.Akai, K.Shibuya
  • 雑誌名: Chem.Letters 39 ページ: 230-231
  • NAID: 130004425792
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photochromism of 3-butyl-l-methyl-2-phenylazoimidazolium in room temperatureionic liquids (2010)
  • 著者名/発表者名: Tooru Asaka, Nobuyuki Akai, Akio Kawai, Kazuhiko Shibuya
  • 雑誌名: J.Photochem.Photobiol.A Chemistry 209 ページ: 12-18
  • 査読あり
• [雑誌論文] EPR Study on Rotational Diffusion inViscous Ionic Liquids: Analysis by a Fractional Stokes-Einstein-Debye Law (2009)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Miyake, Takehiro Hidemori, Nobuyuki Akai, Akio Kawai, Kazuhiko Shibuya, Shinichi Koguchi, Tomoya Kitazume
  • 雑誌名: Chem. Lett 38 ページ: 124-125
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cryogenic Neon Matrix-isolation FTIR Spectroscopy of Evaporated Ionic Liquids: Geometrical Structure of Cation Anion 1:1 Pair in the Gas Phase (2009)
  • 著者名/発表者名: Nobuyuki Akai, Parazs David, Akio Kawai, Kazuhiko Shibuya
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 113 ページ: 4756-4762
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of collision-induced near-IR emission of singlet oxygen O2 a1g generated by visible light excitation of gaseous O2 dimol (2009)
  • 著者名/発表者名: Eiji Furui, Akira Ida, Nobuyuki Akai, Akio Kawai, Kazuhiko Shibuya
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett 471 ページ: 45-49
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neon Matrix-isolation infrared spectrum of HOOCl measured upon the VUV-light irradiation of an HCl/O2 mixture (2009)
  • 著者名/発表者名: Takeo Yoshinobu, Nobuyuki Akai, Akio Kawai, Kazuhiko Shibuya
  • 雑誌名: Chem.Phys.Letters, 477 ページ: 70-74
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cryogenic Neon Matrix-isolation FTIR Spectroscopy of Evaporated Ionic Liquids : Geometrical Structure of Cation Anion 1:1 Pair in the Gas Phase (2009)
  • 著者名/発表者名: Nobuyuki Akai, Parazs David, Akio Kawai, Kazuhiko Shibuya
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.B 113 ページ: 4756-4762
  • 査読あり
• [雑誌論文] EPR Study on Rotational Diffusion in Viscous Ionic Liquids : Analysis by a Fractional Stokes-Einstein-Debye Law (2009)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Miyake, Takehiro Hidemori, Nobuyuki Akai, Akio Kawai, Kazuhiko Shibuya, Shinichi Koguchi, Tomoya Kitazume
  • 雑誌名: Chemistry Letters 38 ページ: 124-125
  • NAID: 10025118990
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of collision-induced near-IR emission of singlet oxygen O_2 a^1△_g generated by visible light excitation of gaseous O_2 dimol (2009)
  • 著者名/発表者名: Eiji Furui, Akira Ida, Nobuyuki Akai, Akio Kawai. Kazuhiko Shibuya
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 471 ページ: 45-49
  • 査読あり
• [雑誌論文] First Observation of the Matrix-isolated FTIR Spectrum of Vaporized Ionic Liquid: An Example of Emim TFSI,1-Ethyl-3-methylimidazolium Bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Akai, A. Kawai, K. Shibuya
  • 雑誌名: Chemistry Letters 37 ページ: 256-257
  • NAID: 10021078063
  • 査読あり
• [学会発表] Trplet excited state quenching by molecular oxygen in ionic liquids (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Shiozaki, N.Akai, Akio Kawai, K.Shibuya
  • 学会等名: アメリカ化学会
  • 発表場所: サンフランシスコ
  • 年月日: 2010-03-25
• [学会発表] Triplet excited state quenching by molecular oxygen in ionic liquids (2010)
  • 著者名/発表者名: Takehiro Shiozaki, Nobuyuki Akai, Akio Kawai, Kazuhiko Shibuya
  • 学会等名: ACS meeting
  • 発表場所: San Francisco, U.S.A.
• [学会発表] イオン液体中におけるプロトン化ポルフィリン三重項の時間分解EPRスペクトル (2009)
  • 著者名/発表者名: 河合明雄, 三宅祐輔, 塩崎雄大, 赤井伸行, 渋谷一彦, Thomas Berthold, Stefan Weber, Gerd Kothe
  • 学会等名: 電子スピンサイエンス学会
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2009-11-10
• [学会発表] イオン液体中の酸素分子による三重項緩和ダイナミクス (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Shiozaki, N.Akai, Akio Kawai, K.Shibuya
  • 学会等名: 分子科学会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2009-09-21
• [学会発表] フェニルアゾ置換基をもつイオン液体の創製とそのフォトクロミック反応 (2009)
  • 著者名/発表者名: 河森大樹, 浅香亨, 文字群生, 赤井伸行, 河合明雄, 渋谷一彦
  • 学会等名: 光化学討論会
  • 発表場所: 群馬大学
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] Spin polarization created at the quenching of photo-excited tryptophan by free radicals in solution and at protein surfaces (2009)
  • 著者名/発表者名: Akio Kawai, Shuichi Mori, Kazuhiko Shibuya
  • 学会等名: International Conference on Magnetic Field and Spin Effects in Chemistry and Related Phenomena.
  • 発表場所: Brock University, Canada
  • 年月日: 2009-08-10
• [学会発表] Photoand thermal-isomerization reactions of phenylazo substituted ionic liquids (2009)
  • 著者名/発表者名: Akio Kawai, Kazuhiko Shibuya
  • 学会等名: Mejiro One-day Symposium on Ionic Liquids- Structure and Dynamics
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2009-06-30
• [学会発表] Photo-and thermal-isomerization reactions of phenylazo substituted ionic liquids (2009)
  • 著者名/発表者名: Akio Kawai, Kazuhiko Shibuya
  • 学会等名: Mejiro One-day Symposium on Ionic Liquids-Structure and Dynamics
  • 発表場所: 学習院大学
  • 年月日: 2009-06-30
• [学会発表] イオン液体の分光とダイナミクス～低融点な塩の特性をさぐる～ (2009)
  • 著者名/発表者名: 河合明雄
  • 学会等名: 第3回分子科学会シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2009-06-12
• [学会発表] オキシムエステル構造をもつ化合物の光分解生成ラジカルの時間分解EPR観測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 河合明雄, 三宅祐輔, 岩間真木, 赤井伸行, 渋谷一彦, 中島康雄, 盛島泰正, 岡田光範
  • 学会等名: 日本化学会春季年会
  • 発表場所: 日本大学(船橋市)
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] Spin polarization created at the quenching of photo-excited tryptophan by free radicals in solution and at protein surfaces (2009)
  • 著者名/発表者名: Akio Kawai, Shuichi Mori, Kazuhiko Shibuya
  • 学会等名: 11th International Symposium on Spin and Magnetic Field Effects in Chemistry and Related Phenomena
  • 発表場所: St. Catherines, Canada
• [学会発表] イオン液体中における一重項酸素(^1△_g)生成と電子スピン分極 (2008)
  • 著者名/発表者名: 河合明雄, 塩崎雄大, 三宅祐輔, 赤井伸行, 渋谷一彦
  • 学会等名: 第47回電子スピンサイエンス学会
  • 発表場所: 九州大学(福岡市)
  • 年月日: 2008-10-02
• [学会発表] イオン液体中における酸素分子拡散と一重項酸素(^1△_g)の寿命 (2008)
  • 著者名/発表者名: 河合明雄, 塩崎雄大, 赤井伸行, 渋谷一彦
  • 学会等名: 第2回分子科学討論会
  • 発表場所: 福岡国際会議場(福岡市)
  • 年月日: 2008-09-24
• [学会発表] フェニルアゾ置換基をもつイオン液体の光異性化反応 (2008)
  • 著者名/発表者名: 浅香 亨, 赤井 伸行, 河合 明雄, 渋谷 一彦
  • 学会等名: 光化学討論会2008
  • 発表場所: 大阪府立大学(堺市)
  • 年月日: 2008-09-11
• [学会発表] パルスESR法によるリン中心ラジカルのオリゴマーへの付加反応観測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 三宅祐輔、赤井伸行・河合明雄・渋谷一彦・中島康雄・盛島泰正・岡田光範
  • 学会等名: 日本化学会 春季年会
  • 発表場所: 立教大学(東京)
  • 年月日: 2008-03-30
• [学会発表] Solvation and diffusion dynamics of paramagnetic molecules in ionic liquids as studied by EPR spectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: Akio Kawai, Takehiro Hidemori, Yusuke Miyake, Kazuhiko Shibuya
  • 学会等名: International Symposium on Structure and Dynamics of ionic liquids in Kanazawa
  • 発表場所: Kanazawa, Japan
• [学会発表] Slow rotational motion of triplet porphyrin dimer in ionic liquids at room temperature as studied by time-resolved EPR spectroscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: Akio Kawai, Yusuke Miyake, Takehiro Shiozaki, Tohru Asaka, Takehiro Hidemori, Nobuyuki Akai, Kazuhiko Shibuya
  • 学会等名: A Joint Conference of the International Symposium on Electron Spin Science and the 46th Annual Meeting of the Society of Electron Spin Science and Technology
  • 発表場所: Shizuoka, Japan
• [学会発表] Local solvated structure and slow rotational motion of paramagnetic molecules in room temperature ionic liquid (2007)
  • 著者名/発表者名: Akio Kawai, Takehiro Hidemori, Yusuke Miyake, Tohru Asaka, Kazuhiko Shibuya
  • 学会等名: 2nd International congress on ionic liquid
  • 発表場所: Yokohama, Japan
• [学会発表] Rotational motion of photochemical intermediate paramagnetic molecules (2007)
  • 著者名/発表者名: Akio Kawai, Takehiro Hidemori, Yusuke Miyake, Tohru Asaka, Kazuhiko Shibuya
  • 学会等名: Structure and Dynamics of ionic liquid
  • 発表場所: Chiba, Japan
• [学会発表] CIDEP study on the quenching of singlet oxygen molecule by free radicals (2007)
  • 著者名/発表者名: Akio Kawai, Takahito Fuse, Hajime Terazono, Kazuhiko Shibuya
  • 学会等名: IIX International Symposium on Magnetic Field and Spin Effects in Chemistry and Related Phenomena
  • 発表場所: Venice, Italy
• [備考] 強光子場科学研究懇談JILS Newsletterに2009年2月に行った講演内容が掲載
  • URL: http://www.jils.jp/