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水,氷の表面,界面構造の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25410001
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物理化学
研究機関富山大学 (2014-2015)
東北大学 (2013)

研究代表者

石山 達也  富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 准教授 (10421364)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2013年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード気液界面 / 氷表面 / 分子動力学シミュレーション / 和周波発生スペクトル / 水、氷表面 / 和集波発生スペクトル
研究成果の概要

水や氷界面は,大気,生命現象において重要な役割を演じているにもかかわらず,その物理化学的性質は未だ分かっていないことが多い.本研究では,分子動力学法を用いて,水や氷界面の分子配向構造や水素結合構造を明らかにした.水表面に関しては,空気/NaOH水溶液界面の分子動力学計算を行い,水酸化物イオンが界面で安定に存在するかどうかを調べた.結果として,水酸化物イオンは,ヒドロニウムイオンなどと比べると界面で不安定であることが分かった.これは,水界面は酸性か塩基性か?の疑問の答えを与える成果となった.氷表面に関しては,水分子のOH振動に関する振動スペクトル応答の起源を明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 1件、 査読あり 13件、 謝辞記載あり 8件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 5件、 招待講演 8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Hydrogen Bonding Structure at Zwitterionic Lipid/Water Interface2016

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Ishiyama, Daichi Terada, and Akihiro Morita
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Lett.

      巻: 7 号: 2 ページ: 216-220

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.5b02567

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Molecular dynamics study of two-dimensional sum frequency generation spectra at vapor/water interface2015

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya ISHIYAMA, Akihiro MORITA, Tahei TAHARA
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys.

      巻: 142 号: 21 ページ: 212407-212407

    • DOI

      10.1063/1.4914299

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Surface Structure of Methanol/Water Solutions via Sum-Frequency Orientational Analysis and Molecular Dynamics Simulation2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ishihara, Tatsuya Ishiyama, and Akihiro Morita
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 119 号: 18 ページ: 9879-9889

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.5b01197

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Liquid/Liquid Interface Layering of 1-butanol and [bmim]PF6 Ionic Liquid: A Nonlinear Vibrational Spectroscopy and Molecular Dynamics Simulation Study2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Iwahashi, Tatsuya Ishiyama, Yasunari Sakai,Akihiro Morita, Doseok Kime and Yukio Ouchi
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 17 号: 38 ページ: 24587-24597

    • DOI

      10.1039/c5cp03307a

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 液体界面の構造,分光,輸送の理論研究2015

    • 著者名/発表者名
      石山 達也
    • 雑誌名

      Molecular Science

      巻: 9 号: 1 ページ: A0076

    • DOI

      10.3175/molsci.9.A0076

    • NAID

      130005095593

    • ISSN
      1881-8404
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] エアロゾル粒子表面と気泡壁での蒸発・凝縮条件2015

    • 著者名/発表者名
      石山達也,藤川重雄
    • 雑誌名

      ながれ

      巻: 34 ページ: 41-46

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Theoretical Studies of Structures and Vibrational Sum Frequency Generation Spectra at Aqueous Interfaces2014

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Ishiyama, Takako Imamura, and Akihiro Morita.
    • 雑誌名

      Chemical Reviews

      巻: (印刷中)(掲載確定) 号: 17 ページ: 8447-8470

    • DOI

      10.1021/cr4004133

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical Studies of Structures and Vibrational Sum Frequency Generation Spectra at Aqueous Interfaces2014

    • 著者名/発表者名
      T. Ishiyama, T. Imamura, A. Morita
    • 雑誌名

      Chem. Rev

      巻: (in press) 号: 14 ページ: 144109-144109

    • DOI

      10.1063/1.4870523

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular Dynamics Analysis of NaOH Aqueous Solution Surface and the Sum Frequency Generation Spectra: Is Surface OH- Detected by SFG Spectroscopy?2014

    • 著者名/発表者名
      Takako Imamura, Tatsuya Ishiyama, and Akihiro Morita
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 118 号: 50 ページ: 29017-29027

    • DOI

      10.1021/jp502890s

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Direct Evidence of Vibrationally Delocalized Response at Ice Surface2014

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Ishiyama and Akihiro Morita
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys.

      巻: 141 号: 18

    • DOI

      10.1063/1.4895547

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 蒸発・凝縮への分子動力学の適応(平面状界面):分子気体力学境界条件2014

    • 著者名/発表者名
      石山達也,藤川重雄
    • 雑誌名

      ながれ

      巻: 33 ページ: 299-306

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Real-Time Observation of the Destruction of Hydration Shells2013

    • 著者名/発表者名
      Akira Yamakata, Eiji Soeta, Tatsuya Ishiyama, Masatoshi Osawa, and Akihiro Morita
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 135 号: 40 ページ: 15033-15039

    • DOI

      10.1021/ja408326d

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nonequilibrium Kinetic Boundary Condition at the Vapor-Liquid Interface of Argon2013

    • 著者名/発表者名
      T. Ishiyama, S. Fujikawa, T. Kurz, and W. Lauterborn
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 88 号: 4

    • DOI

      10.1103/physreve.88.042406

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 分子動力学シミュレーションによる双性イオンリン脂質膜近傍における水の水素結合構造と振動分光解析2016

    • 著者名/発表者名
      寺田 大地、石山 達也、森田 明弘
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 赤外分光法および分子動力学法を用いたポリアクリレート中の水の再結晶化挙動に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      福岡 瑞希、八十島 亘宏、加賀谷 重浩、北野 博巳、石山 達也、源明 誠
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 固体高分子中の水の拡散挙動に関する分子動力学研究2016

    • 著者名/発表者名
      八十島 亘宏、福岡 瑞希、加賀谷 重浩、北野 博巳、源明 誠、石山 達也
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 空気/水界面における二次元和周波スペクトルの分子動力学計算2016

    • 著者名/発表者名
      石山 達也、森田 明弘
    • 学会等名
      第19回 理論化学討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-05-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Molecular Dynamics Study of Structure and Spectroscopy at Liquid Interfaces2016

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Ishiyama
    • 学会等名
      相転移動力学セミナー
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-03-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Microscopic Structure and Uptake Kinetics at Aqueous Solution Surfaces2016

    • 著者名/発表者名
      A. Morita and T. Ishiyama
    • 学会等名
      251st ACS National Meeting, Symposium on "Physical Chemistry of Complex Environmental Interfaces
    • 発表場所
      San Diego
    • 年月日
      2016-03-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rh(111)上の常誘電氷表面の和周波発生振動分光2016

    • 著者名/発表者名
      大槻 友志、杉本 敏樹、石山 達也、森田 明弘、渡邊 一也、松本 吉泰
    • 学会等名
      第14回京都大学低温物質科学研究センター講演会・研究交流会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-02-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Computational SFG analysis of organic liquid surfaces2015

    • 著者名/発表者名
      A. Morita, L. Wang, and T. Ishiyama
    • 学会等名
      Pacifichem 2015, Symposium on "Recent Experimental and Theoretical Advances in Studies of Liquid Interfaces"
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Two-Dimensional Sum Frequency Generation Spectra at Vapor/Water Interface: Molecular Dynamics Simulation Study2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ishiyama, A. Morita, and T. Tahara
    • 学会等名
      Pacifichem 2015, Symposium on "Recent Experimental and Theoretical Advances in Studies of Liquid Interfaces"
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Vibrational Spectroscopic Study of Lipid/Water Interface by Molecular Dynamics Simulation2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ishiyama, D. Terada, and A. Morita
    • 学会等名
      Pacifichem 2015, Symposium on "Recent Experimental and Theoretical Advances in Studies of Liquid Interfaces"
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 分子動力学(MD)シミュレーションによる生体膜/水界面の振動スペクトルと水素結合構造2015

    • 著者名/発表者名
      寺田 大地、石山 達也、森田 明弘
    • 学会等名
      第29回分子シミュレーション討論会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2015-11-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 分子動力学シミュレーションによる空気/水界面の二次元和周波スペクトル計算2015

    • 著者名/発表者名
      石山 達也、森田 明弘
    • 学会等名
      第29回分子シミュレーション討論会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2015-11-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 分子動力学シミュレーションによる生体膜/水界面の構造と振動スペクトル解析2015

    • 著者名/発表者名
      寺田 大地、石山 達也、森田 明弘
    • 学会等名
      平成27年度日本化学会近畿支部北陸地区講演会
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2015-11-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 分子動力学シミュレーションによる生体膜/水界面の構造と振動スペクトル解析2015

    • 著者名/発表者名
      寺田 大地、石山 達也、森田 明弘
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 液体界面の構造、分光、輸送の理論研究2015

    • 著者名/発表者名
      石山 達也
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 水表面における構造と変角振動スペクトルの分子動力学研究2015

    • 著者名/発表者名
      田中 翔悟、石山 達也、森田 明弘
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Molecular dynamics simulation study of two-dimensional heterodyne detected sum frequency generation spectra at vapor/water interface2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ishiyama, T. Tahara, and A. Morita
    • 学会等名
      International Symposium on Soft Molecular Systems
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2015-07-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 気液界面の熱・物質輸送を支配するBoltzmann方程式に対する境界条件の分子動力学研究2014

    • 著者名/発表者名
      石山 達也
    • 学会等名
      第28回 分子シミュレーション討論会
    • 発表場所
      仙台市民会館
    • 年月日
      2014-11-12 – 2014-11-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Molecular Dynamics Simulation of Sum Frequency Generation Spectra at Water and Aqueous Surfaces2014

    • 著者名/発表者名
      T. Ishiyama
    • 学会等名
      International Symposium on Extended Molecular Dynamics and Enhanced Sampling: Nosé Dynamics 30 Years (NOSE30)
    • 発表場所
      Keio University
    • 年月日
      2014-11-10 – 2014-11-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 水分子の界面構造:振動スペクトルと分子動力学計算から得られる知見2014

    • 著者名/発表者名
      石山 達也
    • 学会等名
      平成26年度生命融合科学教育部シンポジウム
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2014-10-23 – 2014-10-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 気液界面でのBoltzmann方程式に対する境界条件に関する分子動力学研究2014

    • 著者名/発表者名
      石山 達也
    • 学会等名
      第8回分子科学討論会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2014-09-21 – 2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 液体界面の分子動力学シミュレーション:振動和周波スペクトルから何がみえるのか2014

    • 著者名/発表者名
      石山 達也
    • 学会等名
      第6回SFG研究会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2014-08-02 – 2014-08-03
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Vibrational Spectroscopic Response at Water/Vapor and Ice/Vapor Interfaces : Effect of Charge Transfer2013

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Ishiyama, Hideaki Takahashi, and Akihiro Morita
    • 学会等名
      3rd International Conference on Molecular Simulation
    • 発表場所
      Kobe
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Vibrational Spectroscopic Response at Water/Vapor and Ice/Vapor Interfaces : Effect of Charge Transfer2013

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Ishiyama
    • 学会等名
      Seventh International Converence on Advanced Vibrational Spectroscopy
    • 発表場所
      Kobe
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structure and Vibrational Spectra at Water/Vapor and Ice/Vapor Interfaces: Molecular Dynamics Study Combined with QM/MM Calculation2013

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Ishiyama
    • 学会等名
      Satellite Meeting of ICMS2013
    • 発表場所
      Sendai
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Molecular Dynamics Simulation of Structure and Vibrational Spectra at Water/Vapor and Ice/Vapor Interfaces : Effect of Charge Transfer2013

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Ishiyama
    • 学会等名
      CMSI International Satellite Meeting
    • 発表場所
      Nagoya
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Vibrational Spectroscopic Response at Water/Vapor and Ice/Vapor Interfaces : Effect of Charge Transfer2013

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Ishiyama, Hideaki Takahashi, and Akihiro Morita
    • 学会等名
      International Symposium for the 70th Anniversary of the Tohoku Branch of the Chemical Society of Japan
    • 発表場所
      Sendai
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 水,氷の表面構造と和周波スペクトルの分子動力学計算:電荷移動の効果について2013

    • 著者名/発表者名
      石山達也,高橋英明,森田明弘
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 水,水溶液界面での構造と振動スペクトルの分子動力学シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      石山達也,森田明弘
    • 学会等名
      新学術領域「柔らかな分子系」第2回合同合宿会議
    • 発表場所
      長浜
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Vibrational Spectroscopic Response at Water/Vapor and Ice/Vapor Interfaces: Effect of Charge Transfer2013

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Ishiyama
    • 学会等名
      Riken Symposium
    • 発表場所
      Wako
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www3.u-toyama.ac.jp/comp/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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