原子間力顕微鏡を用いた固液界面における溶媒和構造解析

• 研究課題/領域番号: 20760022
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 木村 建次郎 神戸大学, 大学院・理学研究科, 講師 (10437246)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2009年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2008年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 走査プローブ顕微鏡 / 界面 / 計測工学 / 超精密計測 / ナノバイオ / 生物物理

研究概要

本研究では、周波数変調方式の原子間力顕微鏡を応用した、固液界面に形成される溶媒和の計測方法を開発し、計測結果の定量化に取り組んだ。さらに、生体試料と液体の界面における水和構造の測定を行い、特にバクテリオロドプシンでは無機単結晶である雲母に比べて、液体分子が密に固体表面近傍に束縛されていることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Visualizing water molecule distribution by atomic force microscopy. (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Kimura, S. Ido, N. Oyabu, K. Kobayashi, Y. Hirata, T. Imai, H. Yamada
  • 雑誌名: Journal of Chemical Physics 132巻 ページ: 194705-194705
  • NAID: 120003386606
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Solution-TiO2 Interface Probed by Frequeny-Modulation Atomic Force Microscopy. (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Hiasa, K. Kimura, H. Onishi, M. Ohta, K. Watanabe, R. Kokawa, N. Oyabu, K. Kobayashi, H. Yamada
  • 雑誌名: Japanise Journal of Applied Physics 48巻
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Solution-TiO2 Interface Probed by Frequency-Modulation Atomic Force Micros copy (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Hiasa, K.Kimura, H.Onishi, M.Ohta, K.Watanabe, R.Kokawa, N.Oyabu, K.Kobayashi, H.Yamada.
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 48
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Solution-TiO2 Interface Probed by Frequency-Modulation Atomic Force Microscopy"
  • 著者名/発表者名: T. Hiasa, K. Kimura, H. Onishi, M. Ohta, K. Watanabe, R. Kokawa, N. Oyabu. K. Kobavashi, and H. Yamada
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. (In press)
  • NAID: 210000067325
  • 査読あり
• [学会発表] 周波数変調方式原子間力顕微鏡を用いた固液界面の溶媒和構造解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 日浅巧, 木村建次郎, 大西洋, 大田昌弘, 渡邊一之, 粉川良平, 大薮範昭,小林圭, 山田啓文
  • 学会等名: 化学会第90春季年会
  • 発表場所: 近畿大学(大阪府)
  • 年月日: 2010-03-27
• [学会発表] AFMで探る金属酸化物界面の溶液構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 木村建次郎
  • 学会等名: 日本化学会第90春期年会特別企画
  • 発表場所: 近畿大学(依頼講演)
  • 年月日: 2010-03-26
• [学会発表] AFMで探る金属酸化物界面の溶液構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 木村建次郎, 日浅巧, 井戸慎一郎, 大藪範昭, 小林圭, 今井隆志, 山田啓文, 大西洋
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会特別企画「固液界面の溶液構造」
  • 発表場所: 近畿大学(大阪府)
  • 年月日: 2010-03-26
• [学会発表] 液中ダイナミックモード原子間力顕微鏡による自己組織化単分子膜の非水溶媒中観察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 日浅巧, 木村建次郎, 大西洋, 大田昌弘, 渡邊一之, 山崎将嗣, 粉川良平, 大藪範昭, 小林圭, 山田啓文
  • 学会等名: 春季第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学(神奈川県)
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] FM-AFM Observation of Dye-Sensitized TiO2 Electrodes (2010)
  • 著者名/発表者名: Keita Fujio, Naoki Koide, Hiroyuki Katayama, Kenjiro Kimura, Hiroshi Onishi.
  • 学会等名: The 7th International Workshop on Oxide Surfaces (IWOX-VII)
  • 発表場所: NASPAニューオータニ(新潟県)
  • 年月日: 2010-01-13
• [学会発表] Nucleophilic Reactivity of Oxygen Adatoms on a TiO2(110) Surface (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Ueda, M.Yasuo, K.Kimura, H.Onishi.
  • 学会等名: The 7th International Workshop on Oxide Surfaces (IWOX-VII)
  • 発表場所: NASPAニューオータニ(新潟県)
  • 年月日: 2010-01-13
• [学会発表] Local Hydration Structures on Metal Oxides Investigated by Frequency-Modulation Atomic Force Microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Hiasa, K.Kimura, H.Onishi, R.Kokawa, M.Ohta, K.Watanabe, M.Yamazaki, N.Oyabu, K.Kobayashi, H.Yamada.
  • 学会等名: The 7th International Workshop on Oxide Surfaces (IWOX-VII)
  • 発表場所: NASPAニューオータニ(新潟県)
  • 年月日: 2010-01-13
• [学会発表] Hydration Structures Studied by Frequency Modulation Atomic Force Microscopy and 3D Referential Interaction Site Model theory (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Kimura, T.Hiasa, H.Onishi, T.Imai, S.Ido, N.Oyabu, K.Kobayashi, H.Yamada
  • 学会等名: The 7th International Workshop on Oxide Surfaces (IWOX-VII)
  • 発表場所: NASPAニューオータニ(新潟県)
  • 年月日: 2010-01-12
• [学会発表] Dye-Adsorbed TiO2(110) Electrodes Studied with FM-AFM (2009)
  • 著者名/発表者名: Keita Fujio, Kenjiro Kimura, Naoki Koide, Hiroyuki Katayama, Hiroshi Onishi
  • 学会等名: The 17th International Colloquim on Scanning Probe Microscopy (ICSPM-17)
  • 発表場所: 熱川ハイッ(静岡県)
  • 年月日: 2009-12-10
• [学会発表] 周波数変調原子間力顕微鏡による色素増感電極モデルの観察 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤尾慶太, 小出直城, 片山博之, 木村建次郎, 大西洋
  • 学会等名: 第29回表面科学学術講演会
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京都)
  • 年月日: 2009-10-29
• [学会発表] 液中動作原子間力顕微鏡を用いた金属酸化物-水溶液界面の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 日浅巧, 木村建次郎, 大西洋, 大田員弘, 渡邊一之, 粉川良平, 大藪範昭, 小林圭, 山田啓文
  • 学会等名: 第29回表面科学学術講演会
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京都)
  • 年月日: 2009-10-29
• [学会発表] TiO2(110)表面に吸着した酸素原子の吸核反応性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 植田真行, 木村建次郎, 大西洋
  • 学会等名: 第104回触媒討論会
  • 発表場所: 宮崎大学(宮崎県)
  • 年月日: 2009-09-30
• [学会発表] 液中ダイナミックモード原子間力顕微鏡による局所溶媒和の構造解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 木村建次郎
  • 学会等名: 分子科学討論会2009
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2009-09-21
• [学会発表] 液中ダイナミックモード原子間力顕微鏡による局所溶媒和の構造解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 木村建次郎, 日浅巧, 井戸慎一郎, 大藪範昭, 小林圭, 今井隆志, 大西洋,山田啓文
  • 学会等名: 分子科学討論会2009
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知県)
  • 年月日: 2009-09-21
• [学会発表] 液中ダイナミックモード原子間力顕微鏡による金属酸化物の局所水和構造解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 日浅巧, 木村建次郎, 大西洋, 大田昌弘, 渡邊一之, 粉川良平, 大藪範昭, 小林圭, 山田啓文
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学(富山県)
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] 液中ダイナミックモード原子間力顕微鏡による水溶液・二酸化チタン界面の局所溶媒和構造解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 日浅巧, 木村建次郎, 大西洋, 大田昌弘, 渡邊一之, 粉川良平, 大藪範昭, 小林圭, 山田啓文
  • 学会等名: 春季第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: つくば市
  • 年月日: 2009-03-31
• [学会発表] 酸化チタン・水溶液界面における局所水和構造のFM-AFM解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 日浅巧, 木村建次郎, 大西洋, 大田昌弘, 渡邊一之, 粉川良平, 大藪範昭, 小林圭, 山田啓文
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会
  • 発表場所: 船橋市
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] Local Hydration Structures Investigated by Frequency Modulation Atomic Force Microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Kimura, T. Hiasa, H. Onishi, M. Ohta, K. Watanabe, R. Kokawa, S. Ido, N. Oyabu, K. Kobayashi, T. Imai, H. Yamada
  • 学会等名: 二国間交流事業セミナーRecent Progress in Spectroscopy and Theory in Chemistry
  • 発表場所: カルカッタ、インド
  • 年月日: 2009-03-07
• [学会発表] 埋もれた物質界面における構造解析のための新規走査型プローブ顕微鏡法の開拓 (2009)
  • 著者名/発表者名: 木村建次郎
  • 学会等名: 阿南工業高等専門学校第7回寄附講座セミナー
  • 発表場所: 阿南市
  • 年月日: 2009-02-23
• [学会発表] 白金担持二酸化チタン表面の組成・構造分析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 片岡涼美, 日浅巧, 木村建次郎, 大西洋
  • 学会等名: 神戸大学研究基盤センター若手フロンティア研究会2008
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2008-12-24
• [学会発表] 光触媒反応場における局所水和構造計測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 日浅巧, 木村建次郎, 大西洋, 大田昌弘, 渡邊一之, 粉川良平, 大藪範
  • 学会等名: 神戸大学研究基盤センター若手フロンティア研究会2008
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2008-12-24
• [学会発表] FM-AFM Study of Dye-Adsorbed TiO2(110) Electrodes (2008)
  • 著者名/発表者名: Keita Fujio, Kenjiro Kimura, Naoki Koide, Hiroshi Onishi
  • 学会等名: The 16th International Colloquim on Scanning Probe Microscopy
  • 発表場所: 東伊豆
  • 年月日: 2008-12-11
• [学会発表] Solvation Structures at a Solution-TiO2 Interface Studied by Frequency-Modulation Atomic Force Miscroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: Takumi Hiasa, Kenjiro Kimura, Hiroshi Onishi, Ryohei Kokawa, Masahiro Ohta, Kazuyuki Watanabe, Noriyuki Oyabu, Kei Kobayashi, Hirofumi Yamada
  • 学会等名: The 16th International Colloquim on Scanning Probe Microscopy
  • 発表場所: 東伊豆
  • 年月日: 2008-12-11
• [学会発表] AFM study of Pt Nanoparticles on TiO2(110) Deposited in Solutions (2008)
  • 著者名/発表者名: Suzumi Kataoka, Takumi Hiasa, Kenjiro Kimura, Hiroshi Onishi, Ryohei Kokawa, Masahiro Ohta, Kazuyuki Watanabe, Noriyuki Oyabu, Kei Kobayashi, Hirofumi Yamada
  • 学会等名: The 16th International Colloquim on Scanning Probe Microscopy
  • 発表場所: 東伊豆
  • 年月日: 2008-12-11
• [学会発表] Scanning probe tomography developed for visualising buried magnetic structures (2008)
  • 著者名/発表者名: Kenjiro Kimura, Takumi Hiasa, Hiroshi Onishi
  • 学会等名: 2008 MRS Fall Meeting
  • 発表場所: ボストン、アメリカ
  • 年月日: 2008-12-03
• [学会発表] SPM Observation of Pt Nanoparticles Photodeposited on TiO2(110) (2008)
  • 著者名/発表者名: Suzumi Kataoka, Takumi Hiasa,
  • 学会等名: 2008 MRS Fall Meeting
  • 発表場所: ボストン、アメリカ
  • 年月日: 2008-12-03
• [学会発表] Scanning probe study of TiO2 surfaces placed in reactive environments (2008)
  • 著者名/発表者名: Takumi Hiasa, Suzumi Kataoka, Kenjiro Kimura, Hiroshi Onishi
  • 学会等名: 2008 MRS Fall Meeting
  • 発表場所: ボストン、アメリカ
  • 年月日: 2008-12-03
• [学会発表] Development of scanning probe tomography and its application for visualizing internal nanomagnetic structures (2008)
  • 著者名/発表者名: Kenjiro Kimura, Takumi Hiasa, Hiroshi Onishi.
  • 学会等名: 2008 MRS Fall Meeting
  • 発表場所: ボストン、アメリカ
  • 年月日: 2008-12-03
• [学会発表] Molecule-scale hydration structures investigated by frequency modulaticn atomic force microscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: Kenjiro Kimura, Shinichiro Ido, Noriaki Oyabu, Kei Kobayashi, Takashi Imai, Hirofumi Yamada
  • 学会等名: 2008 MRS Fall Meeting
  • 発表場所: ボストン、アメリカ
  • 年月日: 2008-12-03
• [学会発表] 周波数変調方式原子間力顕微鏡を用いた固液界面の観察 (2008)
  • 著者名/発表者名: 日浅巧, 木村建次郎, 大西洋, 粉川良平, 大田昌弘, 渡邊一之, 粉川良平, 大藪範昭, 小林圭, 山田啓文
  • 学会等名: 触媒学会第18回キャラクタリゼーション講習会
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2008-10-24
• [学会発表] 光電着法で作成した白金担持酸化チタン触媒のプローブ顕微鏡観察 (2008)
  • 著者名/発表者名: 片岡涼美, 日浅巧, 木村建次郎, 大西洋, 粉川良平, 大田昌弘, 渡邊一之, 粉川良平, 大藪範昭, 小林圭, 山田啓文
  • 学会等名: 触媒学会第18回キャラクタリゼーション講習会
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2008-10-24
• [学会発表] 光電着法を用いて白金を担持した二酸化チタン表面の研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 片岡涼美, 木村建次郎, 大西洋
  • 学会等名: 特定領域研究「高次分子系科学」第3回合同斑会議
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2008-09-25
• [学会発表] Molecular-scale Hydration Structures Investigated by Frequency Modulation Atomic Force Microscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Kimura, S. Ido, N. Oyabu, K. Kobayashi, T. Imai, H. Yamada
  • 学会等名: 11th International Conference on Non-contact Atomic Force Microscopy (NCAFM2008)
  • 発表場所: マドリッド、スペイン
  • 年月日: 2008-09-15
• [学会発表] 液中ダイナミックモード原子間力顕微鏡による局所溶媒和の構造解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 木村建次郎, 井戸慎一郎, 大藪範昭, 小林圭, 今井隆志, 大西洋, 山田啓文
  • 学会等名: 第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 春日井市
  • 年月日: 2008-09-04
• [学会発表] 光電着法により白金を担持した二酸化チタン表面のSPM観察 (2008)
  • 著者名/発表者名: 片岡涼美, 木村建次郎, 大西洋
  • 学会等名: 第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 春日井市
  • 年月日: 2008-09-03
• [学会発表] ダイナミックモード原子間力顕微鏡による生体高分子および周辺溶媒和の構造解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 木村建次郎, 井戸慎一郎, 大藪範昭, 小林圭, 今井隆志, 松重和美, 大西洋, 山田啓文
  • 学会等名: 神戸大学理学研究科生物学専攻学術講演会
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2008-07-09
• [学会発表] 光電着法により白金を担持した二酸化チタンモデル触媒のAFM観察 (2008)
  • 著者名/発表者名: 片岡涼美, 木村建次郎, 大西洋
  • 学会等名: 第102回触媒討論会
  • 発表場所: 十日町 0806640R 1
  • 年月日: 2008-05-28
• [備考]
  • URL: http://www.edu.kobe-u.ac.jp/sci-onishi/
• [産業財産権] カンチレバー型センサ, バイオセンサおよびプローブ顕微鏡 (2009)
  • 発明者名: 木村建次郎
  • 権利者名: 国立大学法人神戸大学
  • 出願年月日: 2009-12-28
• [産業財産権] カンチレバー型センサ、バイオセンサおよびプロープ顕微鏡 (2009)
  • 発明者名: 木村建次郎
  • 権利者名: 神戸大学
  • 産業財産権番号: 2009-297601
  • 出願年月日: 2009-12-28
• [産業財産権] 振動体の周波数検出装置、原子間力顕微鏡、振動体の周波数検出方法およびプログラム (2009)
  • 発明者名: 木村建次郎
  • 権利者名: 京都大学
  • 産業財産権番号: 2009-193606
  • 出願年月日: 2009-08-24
• [産業財産権] 制御装置、原子間力顕微鏡、制御方法およびプログラム (2009)
  • 発明者名: 木村建次郎
  • 権利者名: 京都大学
  • 産業財産権番号: 2009-180137
  • 出願年月日: 2009-07-31
• [産業財産権] 荷電粒子線照射装置、描画装置、分析顕微鏡、荷電粒子線出射装置および荷電粒子線用のレンズ装置 (2009)
  • 発明者名: 木村建次郎
  • 権利者名: 神戸大学
  • 産業財産権番号: 2009-164676
  • 出願年月日: 2009-07-13
• [産業財産権] 荷電粒子線照射装置、描画装置、分析顕微鏡、荷電粒子線出射装置および荷電粒子線用のレンズ装置
  • 発明者名: 木村建次郎
  • 権利者名: 国立大学法人神戸大学