相変化の過渡を捉える

• 研究課題/領域番号: 24655003
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 西川 恵子 千葉大学, 融合科学研究科(研究院), 教授 (60080470)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2012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: 相変化 / イオン液体 / ナノ粒子 / ソフト化 / ダイナミクス / 超高感度熱測定 / NMR / 緩和時間 / 超高感度熱量測定

研究概要

相変化時の過渡現象を捉えるために，(a)ゆっくりした相変化を起こす試料系の発見，(b) 現象を捉える方法論の構築と装置の開発や改良を行った。
(a) では，イオン液体の多くの試料で分～時間オーダーの相変化を見出し，時々刻々の変化を熱測定とNMR 緩和時間測定で観測した。また，熱応答性高分子の水溶液中に分散した金クラスターのナノ粒子への成長過程の追跡にも成功した。
(b)では，低周波数NMR 装置の19F用のプローブを利用し，イオン液体アニオンの主構成元素Fの緩和時間測定を可能とした。従来のカチオンに加え，アニオンを組み合わせ，統一的にイオン液体の相変化のダイナミクスの議論が可能となった。

研究成果

• [雑誌論文] Fast Cation Dynamics in the Crystalline State of an Imidazolium-Based Room Temperature Ionic Liquid due to the Presence of a Tiny Amount of H2O. (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Endo, M. Imanari, H. Seki, S. Sen, K. Nishikawa
  • 雑誌名: Solid State Ionics 巻: 259 ページ: 41-45
  • DOI: 10.1016/j.ssi.2014.02.017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Determination of Missing Crystal Structures in the 1-Alkyl-3-methylimidazolium Hexafluorophosphate Series: Implications on Structure-Property Relationships (2013)
  • 著者名/発表者名: Takatsugu Endo, Hyuma Masu, Kozo Fujii, Takeshi Morita, Hiroko Seki, Sabyasachi Sen, Keiko Nishikawa
  • 雑誌名: Crystal Growth & Design 巻: 13 号: 12 ページ: 5383-5390
  • DOI: 10.1021/cg401293g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal phase behavior of 1-butyl-3-methyl- imidazolium hexafluorophosphate : Simultaneous measurements of the melting of two polymorphic crystals by Raman spectroscopy and calorimetry (2013)
  • 著者名/発表者名: Takatsugu Endo, Keiko Nishikawa
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 巻: 584 ページ: 100-103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fusion growth of gold nanoparticles induced by the conformational change of a thermoresponsive polymer studied by distance distribution functions (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Morita, K. Kurihara, O. Yoshida, H. Imamura, Y. Hatakeyama, K. Nishikawa, N. Uehara
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry 巻: Vol.117, No.26 号: 26 ページ: 535-545
  • DOI: 10.1021/jp310906b
  • 査読あり
• [雑誌論文] イオン液体のユニークな熱物性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西川恵子
  • 雑誌名: 日本真空学会誌「真空」 巻: 56 ページ: 46-53
  • NAID: 10031156418
  • 査読あり
• [雑誌論文] A comparative study of rotational dynamics of PF_6^- anions in the crystals and liquid states of butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate: Results from P^^<31> NMR spectroscopy. (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Endo, H. Murata, M. Imanari, N. Mizhisima, H. Seki, S. Sen, K. Nishikawa
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. 巻: B117 号: 1 ページ: 326-332
  • DOI: 10.1021/jp310947c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal phase behavior of 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate: Simultaneous measurements of the melting of two polymorphic crystals by Raman spectroscopy and calorimetry. (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Endo and K. Nishikawa
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 巻: 586 ページ: 100-103
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2013.08.052
  • 査読あり
• [雑誌論文] イオン液体のユニークな熱物性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西川恵子
  • 雑誌名: J. Vac. Soc. Jpn. （日本真空学会誌「真空」） 巻: 56 ページ: 46-53
  • NAID: 10031156418
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamical scaling analysis using the Lillie Number for vitrification of deeply supercooled glycerol (2012)
  • 著者名/発表者名: Kalyan Sou, Keiko Nishikawa, Yoshikata Koga, Ken-ichi Tozaki
  • 雑誌名: J. Non-Crystalline Solids 巻: 358 ページ: 1313-1318
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultraslow Dynamics at Crystallization of a Room-Temperature Ionic Liquid, 1-Butyl-3- methylimidazolium Bromide. (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Imanari, K. Fujii, T. Endo, H. Seki, K. Tozaki,K. Nishikawa
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. 巻: B116 号: 13 ページ: 3991-3997
  • DOI: 10.1021/jp300722j
  • 査読あり
• [雑誌論文] NMR Study of Cation Dynamics in Three Crystalline States of Butyl-3-Methylimidazolium Hexafluorophosphate Exhibiting Crystal Polymorphism. (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Endo, H. Murata, M. Imanari, N. Mizushima, H. Seki, K. Nishikawa
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. 巻: B116 号: 12 ページ: 3780-3788
  • DOI: 10.1021/jp300636s
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cation and Anion Dynamics in Super- cooled and Glass States of the Ionic Liquid 1-Butyl-3-methylimidazolium Hexafluorophosphate : Results from ^<13>C, ^<31>P and ^<19>F NMR spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Takatsugu Endo, Scarlett Widgeon, Ping Yu, Sabyasachi Sen, Keiko Nishikawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 85
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cation and Anion Dynamics in Supercooled and Glass States of the Ionic Liquid 1-Butyl-3-methylimidazolium Hexafluorophosphate: Results from 13C, 31P, and 19F NMR spectroscopy. (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Endo, S. Widgeon, P. Yu, S. Sen and K. Nishikawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 85
  • 査読あり
• [学会発表] イミダゾリウム系イオン液体の相挙動とダイナミクス (2013)
  • 著者名/発表者名: 西川恵子
  • 学会等名: 第4回イオン液体討論会
  • 発表場所: 慶應義塾大学・日吉キャンパス
  • 年月日: 2013-11-20
• [学会発表] 脂環式系イオン液体の環構造の相挙動への影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 清水雄一,山本拓矢,藤井幸造,今成司,西川恵子
  • 学会等名: 第4回イオン液体討論会
  • 発表場所: 慶應義塾大学・日吉キャンパス
  • 年月日: 2013-11-20
• [学会発表] Phase Behaviors of Amide-based Ionic Liquids accompanied by conformational change (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Fujii, M. Imanari, T. Endo, K. Nishikawa
  • 学会等名: 33th International Conference of Solution Chemistry (33ICSC)
  • 発表場所: Kyoto
• [学会発表] A study on the phase behaviors and their dynamics of alicyclic-based ionic liquids by multi-faceted approach (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimizu, T. Yamamoto, K. Fujii, M. Imanari, K. Nishikawa
  • 学会等名: 33th International Conference of Solution Chemistry (33ICSC)
  • 発表場所: Kyoto
• [学会発表] NMR Study on Dynamics of FSA^−, NTf_2^−and BETA^−, which are representative anions of ionic liquids, and Incorporated 1,3-Dimethyl imidazolium Cation (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Imanari, K. Fujii, H. Seki, K. Nishikawa
  • 学会等名: European Magnetic Resonance Meeting 2013 (EUROMAR2013)
  • 発表場所: Crete, Greece
• [学会発表] NMR Study on Cation Dynamics of 1-Alkyl-3-methylimidazolium Bromide (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Hidaka, M. Imanari, N. Mizushima, K. Nishiakawa, H. Seki
  • 学会等名: European Magnetic Resonance Meeting 2013 (EUROMAR2013)
  • 発表場所: Crete, Greece
• [学会発表] NMR Study on Molecular Dynamics and Phase Transitions of 1-Alkyl-3-methyl- imidazolium bis(trifluoromethylsulphonyl)amide (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Seki, M. Imanari, N. Mizushima, K. Nishikawa
  • 学会等名: European Magnetic Resonance Meeting 2013 (EUROMAR2013)
  • 発表場所: Crete, Greece
• [学会発表] Ultraslow Dynamics at Crystallization of Methylimidazolium-based Ionic Liquids (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Nishikawa, H. Seki, M. Imanari
  • 学会等名: 5th International Congress on Ionic Liquids (COIL-5)
  • 発表場所: Algavre, Portugal
• [学会発表] NMR Study on Phase Behaviors of Amide-based Ionic Liquids incorporated with 1,3-Dimethyl-imidazolium cation (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Imanari, K. Fujii, H. Seki, K. Nishikawa
  • 学会等名: 5th International Congress on Ionic Liquids (COIL-5)
  • 発表場所: Algavre, Portugal
• [学会発表] Thermodynamic Study on Phase Behaviors of Amide-Based Ionic Liquids incorporated with conformational change (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Fujii, M. Imanari, K. Nishikawa
  • 学会等名: 5th International Congress on Ionic Liquids (COIL-5)
  • 発表場所: Algavre, Portugal
• [学会発表] A study on the phase behaviors and their dynamics of alicyclic-based ionic liquids by multi-faceted approach (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimizu, T. Yamamoto, K. Fujii, M. Imanari and K. Nishikawa
  • 学会等名: 33th International Conference of Solution Chemistry (33ICSC)
  • 発表場所: Kyoto
• [学会発表] NMR Study on Dynamics of FSA－, NTf2－ and BETA－, which are representative anions of ionic liquids, and Incorporated 1,3-Dimethylimidazolium Cation (2013)
  • 著者名/発表者名: Mamoru Imanari, Kozo Fujii, Hiroko Seki and Keiko Nishikawa
  • 学会等名: European Magnetic Resonance Meeting 2013(EUROMAR2013)
  • 発表場所: Crete, Greece
• [学会発表] Yuki Hidaka, Mamoru Imanari, Noriko Mizushima, Keiko Nishiakawa and Hiroko Seki (2013)
  • 著者名/発表者名: NMR Study on Cation Dynamics of 1-Alkyl-3-methylimidazolium Bromide
  • 学会等名: European Magnetic Resonance Meeting 2013(EUROMAR2013)
  • 発表場所: Crete, Greece
• [学会発表] NMR Study on Molecular Dynamics and Phase Transitions of 1-Alkyl- 3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulphonyl)amide (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroko Seki, Mamoru Imanari, Noriko Mizushima and Keiko Nishikawa
  • 学会等名: European Magnetic Resonance Meeting 2013(EUROMAR2013)
  • 発表場所: Crete, Greece
• [学会発表] アミドアニオンを含むイオン液体の熱的相挙動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤井幸造，向井知大，今成司，西川恵子
  • 学会等名: 第4回イオン液体討論会
  • 発表場所: 慶應義塾大学・日吉キャンパス
• [学会発表] NMRを用いた脂環式系イオン液体のイオンダイナミクスの研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山本拓矢, 清水雄一,藤井幸造,今成司,西川恵子
  • 学会等名: 第4回イオン液体討論会
  • 発表場所: 慶應義塾大学・日吉キャンパス
• [学会発表] Study of Thermal Phase Behavior for an Ionic Liquid by High Sensitive DSC (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Okubo, K. Shibata, T. Endo, and K. Nishikawa
  • 学会等名: NATAS (North American Thermal Analysis Society)
  • 発表場所: Orland, Florida, USA
• [学会発表] 小角X線散乱法による イミダゾリウム系イオン液体-水混合系のゆらぎ (2012)
  • 著者名/発表者名: 二田郁子, 森田剛，西川恵子
  • 学会等名: 分子科学討論会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 長鎖を持つイミダゾリウム系イオン液体と二酸化炭素混合系のゆらぎ (2012)
  • 著者名/発表者名: 森田 剛，牛尾将義，西川 恵子
  • 学会等名: 分子科学討論会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] NMR study on Slow Phase of Ionic Liquid including 1-butyl-3-methylimidazolium cation (2012)
  • 著者名/発表者名: Kozo Fujii, Mamoru Imanari, Hiroko Seki, Keiko Nishikawa
  • 学会等名: EUROMA (European Magnetic Resonance Meeting)
  • 発表場所: Dablin, Ireland
• [学会発表] NMR Study on Anomalous Phase Transition of 1,3-Dimethyl- imidazolium bis(pentafluoroethylsulfonyl)amide (2012)
  • 著者名/発表者名: Mamoru Imanari1,2), Kozue Miyano1), Hiroko Seki2), Keiko Nishikawa
  • 学会等名: EUROMA (European Magnetic Resonance Meeting)
  • 発表場所: Dablin, Ireland
• [学会発表] NMR Study on Phase Transitions and Molecular Dynamics of 1-Alkyl- 3-methylimidazolium Bromide (2012)
  • 著者名/発表者名: Noriko Mizushima1), Yuki Hidaka2), Eiji Usami1), Mamoru Imanari2,3), Keiko Nishiakawa3), Hiroko Seki2
  • 学会等名: EUROMA (European Magnetic Resonance Meeting)
  • 発表場所: Dablin, Ireland
• [備考]
  • URL: http://stchem.phys.s.chiba-u.ac.jp/index.html
• [備考] 西川研究室 構造化学研究室
  • URL: http://stchem.phys.s.chiba-u.ac.jp/index.html
• [備考] 西川研究室 構造化学研究室
  • URL: http://stchem.phys.s.chiba-u.ac.jp/index.html