研究領域 | 水圏機能材料:環境に調和・応答するマテリアル構築学の創成 |
研究課題/領域番号 |
20H05215
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研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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配分区分 | 補助金 |
審査区分 |
理工系
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研究機関 | 静岡大学 |
研究代表者 |
鳥居 肇 静岡大学, 工学部, 教授 (80242098)
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研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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キーワード | 水素結合 / 静電分極 / 電子密度 / 統計的解析 / スペクトル |
研究開始時の研究の概要 |
水の溶媒としての特性を的確に表現できる理論モデルを構築することは,水と材料の分子レベル・ナノ集合レベルでの相互作用を捉え,それにより水の存在下において機能を発現する材料を創成しようとするにあたって,重要である。従来の静電分極モデルは,空間的不均一静電環境への応答の表現などにおいて,大きな欠陥をもつため,本研究では,(A) 分子間相互作用による電子密度変化の,多様な分子配置を考慮した統計的解析による,水素結合性分子の静電分極モデルの理論的生成法開発,(B) 分子分極が深く関わるスペクトル(低振動数ラマンなど)のシミュレーションによる,理論モデルの妥当性検証,などを進める。
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研究実績の概要 |
水の溶媒としての特性を的確に表現できる理論モデルを構築することは,水と材料の分子レベル・ナノ集合レベルでの相互作用を捉え,それにより水の存在下において機能を発現する材料を創成しようとするにあたって,重要である。従来の静電分極モデルは,空間的不均一静電環境への応答の表現などにおいて大きな欠陥をもつため,分子間相互作用による電子密度変化を,多様な分子配置を考慮して統計的に解析することによって,水素結合性分子の静電分極モデルの理論的生成法開発を進める。それに加えて,分子分極が深く関わるスペクトルのシミュレーションによって,理論モデルの妥当性を検証するとともに,水素結合形成に与る水分子の分光学的性質の変化を理論的に解析し,領域内で行われている実験的研究との融合により,機能性材料分子との相互作用に関わる水分子の性質の解明を進める。 令和3年度においては,前年度に実施した電子密度変化に関する統計的解析の結果に基づいて,基本となる電子密度変化に対応する静電相互作用パラメーターのセットを導出した。また,水クラスター内における水分子のOH伸縮振動の振動数と水素結合構造パラメーターの関係として,従来以上に精緻な形を見出し,具体的な関数形として提示した。さらに,領域内共同研究として,加湿顕微赤外分光による高分子材料と水の状態解析における理論解析を担当し,高分子材料の水素結合受容官能基と水素結合を形成する水分子について,水素結合状態(水素結合の有無や数だけでなく,具体的な立体構造)とOH伸縮振動数の対応を明らかにした。
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現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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