近接場光励起による電子スピン分極発生を利用した界面磁気共鳴法の開発

• 研究課題/領域番号: 24350004
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 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, 理工学研究科, 准教授 (50262259)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円); 2014年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2013年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2012年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
• キーワード: 全反射分光 / 近接場光 / 三重項 / 電子スピン分極 / 可視紫外分光 / 光化学反応 / イオン液体 / 光分解 / エバネッセント光 / 固液界面 / 過渡吸収 / 三重項アニヒレーション / ポルフィリン / エリスロシンB / スピン分極 / 可視紫外吸収スペクトル / 磁気共鳴 / 電荷移動 / 回転拡散 / EPR

研究成果の概要

固液界面近傍の液相の特異な物性と化学反応への影響を解明するため、界面近傍に特異的な計測法の開発を行った。研究では、近接場光を利用した界面近傍のみの光照射により、(1)可視紫外吸収スペクトル測定を行う装置、(2)界面近傍の分子のみに電子スピン分極を発生させてESR測定する装置、を対象とした。(1)の装置では、界面近傍の色素分子の吸収スペクトル測定を行い、近接場光を用いた光照射法での問題点などを洗い出し、分光計測の実用化を進めた。またレーザー励起と同期した過渡吸収測定を行い、ポルフィリン誘導体の三重項緩和機構と並進拡散の考察を行った。(2)のESR装置は、共振器に内蔵する光学セルの製作を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Temporal Behavior of the Singlet Molecular Oxygen Emission in Imidazolium and Morpholinium Ionic Liquids and Its Implications (2015)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Yoshida, Akio Kawai, Dinesh Chandra Khara, Anunay Samanta
  • 雑誌名: J.Phys.Chem. B 巻: 未定
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ionic Liquid Dependence of Triplet-Sensitized Photon Upconversion (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoichi Murakami, Toshiyuki Ito, Akio Kawai
  • 雑誌名: J.Phys.Chem. B 巻: 118 号: 49 ページ: 14442-14451
  • DOI: 10.1021/jp508901d
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structure and reactivity of radicals produced by photocleavage of oxime ester compounds studied by time-resolved electron paramagnetic resonance spectroscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Miyake, Hirona Takahashi, Nobuyuki Akai, Kazuhiko Shibuya, Akio Kawai
  • 雑誌名: Chem.Letters 巻: 43 号: 8 ページ: 1275-1277
  • DOI: 10.1246/cl.140296
  • NAID: 130004427134
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Vaporization of Protic Ionic Liquids Studied by Matrix-Isolation FTIR Spectroscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Mami, Horikawa, Nobuyuki, Akai, Akio Kawai, Kazuhiko Shibuya
  • 雑誌名: J.Phys.Chem. A 巻: 118 号: 18 ページ: 3280-3287
  • DOI: 10.1021/jp501784w
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Pulsed EPR study on large dynamic electron polarisation created in the quenching of photo-excited (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirona Takahashi, Masaki Iwama, Nobuyuki Akai, Kazuhiko Shibuya, Akio Kawai
  • 雑誌名: Mol.Phys. 巻: 112 号: 7 ページ: 1012-1020
  • DOI: 10.1080/00268976.2013.827255
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Analysis of Low-Lying Gerade Rydberg States of Acetylene Using Two-Photon Resonance Fluorescence Excitation Spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuhide Tsuji, Kentaro Misawa, Junichi Awamura, Akio Kawai, Kazuhiko Shibuya
  • 雑誌名: J.Phys.Chem. A 巻: 117 号: 7 ページ: 1420-1427
  • DOI: 10.1021/jp308406r
  • 査読あり
• [雑誌論文] Charge Transfer Electronic Absorption Spectra of 1-Ethylpyridinium Cation and Halogen Anion Pairs in Dichloromethane and as Neat Ionic Liquids (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Ogura, Nobuyuki Akai, Kazuhiko Shibuya, Akio Kawai
  • 雑誌名: J.Phys.Chem. B 巻: 117 号: 28 ページ: 8547-8554
  • DOI: 10.1021/jp402329v
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solute Size-Dependent Rotational Diffusion of Nitroxide Radicals in Ionic Liquids as Studied by EPR Spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Miyake, Nobuyuki Akai, Kazuhiko Shibuya, Akio Kawai
  • 雑誌名: Chem.Letters 巻: 42 号: 11 ページ: 1429-1431
  • DOI: 10.1246/cl.130682
  • NAID: 130004426805
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solvent Dependent Photoisomerization Quantum Yield of 2-Phenylazo-1-alkyl-3-methylimidazolium Cation in Ionic Liquids under S1(n, π*) Excitation (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Yoshida, Tomoo Monji, Daiki Kawamori, Nobuyuki Akai, Kazuhiko Shibuya Akio Kawai
  • 雑誌名: Chem.Letters 巻: 42 号: 12 ページ: 1490-1492
  • DOI: 10.1246/cl.130723
  • NAID: 130004867831
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gas phase electronic absorption spectroscopy of room temperature ionic liquids : N-Ethyl-3-methyl-pyridinium or l-buty]-3-methylimidazolium cation with bis(trifluoromethylsulfonyl)amido anion (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Ogura, Nobuyuki Akai, Akio Kawai, Kazuhiko Shibuya
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 巻: 555 ページ: 110-114
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2012.10.075
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetics of Photon Upconversion in Ionic Liquids : Energy Transfer between Sensitizer and Emitter Molecules (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Murakami, H. Kikuchi, and A. Kawai
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry B 巻: vol. 117 号: 8 ページ: 2487-2494
  • DOI: 10.1021/jp3124082
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetics of Photon Upconversion in Ionic Liquids : Time-Resolved Analysis of Delayed Fluorescence (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Murakami, H. Kikuchi, and A. Kawai
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry B 巻: vol. 117 号: 17 ページ: 5180-5187
  • DOI: 10.1021/jp401474n
  • 査読あり
• [学会発表] Charge transfer interaction of halide anions in ionic liquids (2014)
  • 著者名/発表者名: Akio Kawai
  • 学会等名: International Workshop on Ionic Liquids and Related Materials
  • 発表場所: 東京工業大学(東京都目黒区)
  • 年月日: 2014-11-12
  • 招待講演
• [学会発表] モルフォリニウム系イオン液体における一重項酸素寿命 (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉田 剛, 河合 明雄, Dinesh Chandra Khara , Anunay Samanta
  • 学会等名: 第５回イオン液体討論会
  • 発表場所: 横浜シンポジア(横浜市中区)
  • 年月日: 2014-10-28 – 2014-10-29
• [学会発表] 全反射分光法による固液界面近傍イオン液体中の色素分子電子スペクトル測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 楊箸 爽, 付 哲斌, 小倉 隆宏 , 渋谷 一彦 , 河合 明
  • 学会等名: 第8回分子科学討論会
  • 発表場所: 広島大学(広島県東広島市)
  • 年月日: 2014-09-21 – 2014-09-24
• [学会発表] Charge transfer interaction in ionic liquids as studied by UV-Vis optical absorption spectroscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Akio Kawai
  • 学会等名: 248th American Chemical Society National Meeting
  • 発表場所: San Francisco (USA)
  • 年月日: 2014-08-09 – 2014-08-14
  • 招待講演
• [学会発表] Light Induce Dynamic Electron Polarization in Aqueous Solutions of Organic Dyes and Nitroxide Radicals as Studied by Pulsed EPR Spectroscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirona Takahashi, Toshihiro Tamura, and Akio Kawai
  • 学会等名: The 2nd Awaji International Workshop on “Electron Spin Science & Technology: Biological and Materials Science Oriented Applications
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場(兵庫県淡路市 )
  • 年月日: 2014-06-15 – 2014-06-17
  • 招待講演
• [学会発表] Charge transfer interaction in ionic liquids as studied by UV-Vis optical absorption spectroscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Akio Kawai
  • 学会等名: 248th ACS National Meeting
  • 発表場所: San Francisco, U.S.A.
  • 招待講演
• [学会発表] Solvation effects on photo-excited state deactivation processes in ionic liquids asstudied by optical and paramagnetic resonance spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Akio Kawai
  • 学会等名: Seminar at Indian Association for Cultivation of Science
  • 発表場所: Kolkata, India(招待講演)
  • 年月日: 2012-12-17
• [学会発表] イオン液体中の光励起状態緩和へのアニオンの効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 河合明雄、渋谷一彦
  • 学会等名: 第3回イオン液体討論会
  • 発表場所: 沖縄県 那覇市
  • 年月日: 2012-12-08
• [学会発表] Photochromic reaction of phenylazo-substituted imidazolium based ionic liquids (2012)
  • 著者名/発表者名: Akio Kawai, Toru Asaka, Daiki Kawamori, Tomoo Monji, Nobuyuki Akai, Kazuhiko Shibuya
  • 学会等名: 7^<th> Asian Photochemistry Conference 2012
  • 発表場所: 大阪府 吹田市
  • 年月日: 2012-11-12
• [学会発表] アルキルピリジニウム系イオン液体のカチオン‐アニオン間電荷移動吸収スペクトル
  • 著者名/発表者名: 河合 明雄, 小倉 隆宏, 渋谷 一彦
  • 学会等名: 2013年光化学討論会
  • 発表場所: 松山市
• [学会発表] 四級アンモニウムおよびイミダゾリウム系イオン液体中における
  • 著者名/発表者名: 河合明雄, 吉田 剛, Khara Dinesh C., Samanta Anunay
  • 学会等名: 分子科学討論会
  • 発表場所: 京都市
• [学会発表] ハロゲンアニオンを持つイオン液体における正負イオン間の電荷移動相互作用
  • 著者名/発表者名: 小倉 隆宏, 楊箸 爽, 渋谷 一彦, 河合 明雄
  • 学会等名: イオン液体討論会
  • 発表場所: 横浜市
• [学会発表] イオン液体中での色素分子蛍光のアニオンによる消光
  • 著者名/発表者名: 平野 智哉, 河合 明雄
  • 学会等名: 第94 回日本化学会春季年会
  • 発表場所: 名古屋市