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光圧と動的液面変形との融合による新奇光ー分子強結合反応場の創成

公募研究

研究領域光―分子強結合反応場の創成
研究課題/領域番号 21020022
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

杉山 輝樹  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 特任准教授 (80397687)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2010年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2009年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワード光圧 / 液面 / 強結合場 / 対流 / 偏光特性 / 結晶多形
研究概要

本研究は、集光レーザーの光圧と界面の特性と空間的に融合させることによって生じる新奇な光-分子結合増強反応場を創成し、その反応場を反映した特有の構造体の作製を主目的としている。
今年度は、前年度までに報告した本増強場における高濃度液滴に対して、以下に示す重要な結果を得た。
グリシン重水過飽和溶液液膜の固液界面に集光レーザービームの光圧を作用させることにより形成した単一高濃度凸面状液滴に対し、液滴周辺の溶液濃度を求めた結果、液滴内部は初期溶液よりも約2倍高い事が分かった。初期溶液の過飽和度数が1.3であることから、液滴の過飽和度数は2.6程度であると見積もることができ、このような高い過飽和度数をもつ溶液でさえも溶液状態を維持していることから、本液滴形成は液-液相分離を経由している事を強く示唆される。また、新しい光学系を構築することにより液滴の二次元プロファイルを測定することに成功し、この結果から液滴形成は、液面変形を経由した光圧によるグリシンクラスターの光捕捉と集光点に向かう対流による効率的な物質輸送との融合により通常では起こり得ない濃度上昇が達成され誘起された事がわかった。このようなグリシン水溶液における液-液相分離については、これまでバルク条件で実証が試みられてきたがこれまで成功例はなく、本結果は我々が提案する光-分子結合増強反応場特有の現象であると考えられる。グリシン以外にも、他のα-アミノ酸や尿素、塩化カリウムにおいても同様の液滴の形成に成功した。本液滴形成は、集光点でのクラスターの光捕捉により生じたミクロなトリガーが、1億倍以上の体積を持つマクロな物体として現れる光圧特有の新現象と位置付けることができ、光圧科学の新境地を切り開いたと考えている。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (50件)

すべて 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 13件) 学会発表 (34件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Laser trapping assembling dynamics of molecules and proteins at surface and interface2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Masuhara
    • 雑誌名

      Pure and Applied Chemistry

      巻: 83 ページ: 869-883

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of small molecular compounds and fabrication of its aqueous solution by laser ablation, expanding primordial cartilage2011

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ikegami
    • 雑誌名

      Osteoarthritis and Cartilage

      巻: 19 ページ: 233-241

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of the smallest organic nanocolloids by a top-down method based on laser ablation2011

    • 著者名/発表者名
      Teruki Sugiyama
    • 雑誌名

      The Chemical Record

      巻: 11 ページ: 54-58

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 光放射圧を用いたグリシン高濃度液滴の形成2011

    • 著者名/発表者名
      柚山健一
    • 雑誌名

      光アライアンス

      巻: 22 ページ: 2-4

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Laser-induced crystallization and crystal growth2011

    • 著者名/発表者名
      Teruki Sugiyama
    • 雑誌名

      Chemistry-An Asian Journal

      巻: (in press)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Millimeter-scale dense liquid droplet formation and crystallization in glycine solution induced by photon pressure2010

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Yuyama
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry Letters

      巻: 1 ページ: 1321-1325

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single droplet formation and crystal growth in urea solution induced by laser trapping2010

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Yuyama
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 7762

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanoparticle preparation of quinacridone and β-carotene using near-infrared laser ablation of their crystals2010

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Yuyama
    • 雑誌名

      Applied Physics A

      巻: 101 ページ: 591-596

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystallization in unsaturated glycine/D_2O solution achieved by irradiating a focused continuous wave near infrared laser2010

    • 著者名/発表者名
      Thitiporn Rungsimanon
    • 雑誌名

      Crystal Growth and Design

      巻: 10 ページ: 4686-4688

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of crystal polymorph of glycine by photon pressure of a focused continuous wave near-infrared laser beam2010

    • 著者名/発表者名
      Thitiporn Rungsimanon
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry Letters 3

      ページ: 599-603

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Millimeter-scale dense liquid droplet formation and crystallization in glycine solution induced by photon pressure2010

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Yuyama
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry Letters (in press)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photochemical reaction of p-hydroxycinnamic-thiophenyl ester in the microcrystalline state2010

    • 著者名/発表者名
      Anwar Usman
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B (in press)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal growth of glycine controlled by a focused CW near-infrared laser beam2009

    • 著者名/発表者名
      Teruki Sugiyama
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 38

      ページ: 482-483

    • NAID

      10025122123

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanosecond laser preparation of C6o aqueous nanocolloids2009

    • 著者名/発表者名
      Teruki Sugiyama
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology A : Chemistry 207

      ページ: 7-12

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Giant protein assembly by laser trapping : Formation dynamics studied by fluorescence imaging and precipitate analysis2010

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Miura, Jin-Ru Tu, I-Chun Lee, Ken-ichi Sano, Teruki Sugiyama, Ken-ichi Yuyama, Ichiro Yamashita, Takayuki Uwada, Hiroshi Masuhara
    • 学会等名
      The 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2010)
    • 発表場所
      Hawai, USA
    • 年月日
      2010-12-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Crystallization and polymorph control of glycine in solution by photon pressure of a focused near infrared laser beam2010

    • 著者名/発表者名
      Thitiporn Rungsimanon, Ken-ichi Yuyama, Teruki Sugiyama, Hiroshi Masuhara
    • 学会等名
      6th Asian Photochemistry Conference 2010
    • 発表場所
      Wellington, New Zealand
    • 年月日
      2010-11-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Laser is Opening a New Horizon in Molecular Crystallization Studies2010

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Masuhara, Teruki Sugiyama
    • 学会等名
      Third Asia Pacific Symposium on Radiation Chemistry (APSRC 2010) and DAE-BRNS Tenth Biennial Trombay Symposium on Radiation & Photochemistry (TSRP 2010)
    • 発表場所
      Lonavala, India
    • 年月日
      2010-09-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 放射圧による不飽和溶液からのグリシン高濃度液滴の形成と結晶化2010

    • 著者名/発表者名
      柚山健一, Thitiporn Rungsimanon, 杉山輝樹, 増原宏
    • 学会等名
      秋季第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎)
    • 年月日
      2010-09-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Laser Trapping Crystallization of L-Proline in Solution2010

    • 著者名/発表者名
      黄重維, 三浦篤志, 宇和田貴之, 柚山健一, 杉山輝樹, 増原宏
    • 学会等名
      2010年光化学討論会
    • 発表場所
      千葉大学(千葉)
    • 年月日
      2010-09-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Femtosecond Laser-Induced Crystallization of Glycine2010

    • 著者名/発表者名
      劉宗翰, 宇和田貴之, ウスマンアンワー, 杉山輝樹, 増原宏
    • 学会等名
      2010年光化学討論会
    • 発表場所
      千葉大学(千葉)
    • 年月日
      2010-09-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Laser Trapping Assembly of Supramolecular Protein Depending on Focal Positions and Interfaces2010

    • 著者名/発表者名
      杜靜如, 三浦篤志, 宇和田貴之, 柚山健一, 杉山輝樹, 山下一郎, 増原宏
    • 学会等名
      2010年光化学討論会
    • 発表場所
      千葉大学(千葉)
    • 年月日
      2010-09-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] レーザー捕捉により気液界面に形成される巨大タンパク集合体:形成ダイナミクスの顕微蛍光法による可視化2010

    • 著者名/発表者名
      三浦篤志, 李依純, 杜静如, 宇和田貴之, 柚山健一, 杉山輝樹, 佐野健一, 山下一郎, 増原宏
    • 学会等名
      2010年光化学討論会
    • 発表場所
      千葉大学(千葉)
    • 年月日
      2010-09-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] レーザー捕捉結晶化(4):グリシン不飽和重水溶液からの結晶化と相制御2010

    • 著者名/発表者名
      杉山輝樹, Thitiporn Rungsimanon, 柚山健一, 増原宏
    • 学会等名
      2010年光化学討論会
    • 発表場所
      千葉大学(千葉)
    • 年月日
      2010-09-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 光圧誘起グリシン高濃度液滴のラマンスペクトル解析2010

    • 著者名/発表者名
      柚山健一, Thitiporn Rungsimanon, 杉山輝樹, 増原宏
    • 学会等名
      2010年光化学討論会
    • 発表場所
      千葉大学(千葉)
    • 年月日
      2010-09-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] A Single mm-Sized Droplet Formation in Glycine and Urea Solutions by Photon Pressure of a Focused Near-Infrared Laser Beam2010

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Yuyama, Kei Ishiguro, Thitiporn Rungsimanon, Teruki Sugiyama, Hiroshi Masuhara
    • 学会等名
      SPIE Optics+Photonics, Nano Science+Engineering, Optical Trapping and Optical Micromanipulation VII (Conference 7762)
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2010-08-04
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Wide-Field Light Scattering Imaging of Laser Trapping Dynamics of Single Gold Nanoparticles in Solution2010

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Uwada, Teruki Sugiyama, Atsushi Miura, Hiroshi Masuhara
    • 学会等名
      SPIE Optics+Photonics, Nano Science+Engineering, Optical Trapping and Optical Micromanipulation VII (Conference 7762)
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2010-08-02
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Laser Trapping Crystallization Dynamics at Surface and Interface : Glycine and Nanoparticle Solutions2010

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Masuhara, Teruki Sugiyama, Thitiporn Rungsimanon, Ken-ichi Yuyama, Takayuki Uwada, Atsushi Miura
    • 学会等名
      XXIII IUPAC Symposium on Photochemistry
    • 発表場所
      Ferrara, Italy
    • 年月日
      2010-07-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Control of Crystal Polymorph in Laser Trapping Crystallization of Glycine and L-Alanine2010

    • 著者名/発表者名
      Teruki Sugiyama, Thitiporn Rungsimanon, Kei Ishiguro, Ken-ichi Yuyama, Hiroshi Masuhara
    • 学会等名
      XXIII IUPAC Symposium on Photochemistry
    • 発表場所
      Ferrara, Italy
    • 年月日
      2010-07-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Femtosecond Laser-Induced Crystallization of Glycine2010

    • 著者名/発表者名
      Tsung-Han Liu, Takayuki Uwada, Anwar Usman, Teruki Sugiyama, Hiroshi Masuhara
    • 学会等名
      International Symposium on Advanced Spectroscopy and Imaging in Molecular Science
    • 発表場所
      Hsinchu, Taiwan
    • 年月日
      2010-07-12
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] レーザー捕捉結晶化(2):グリシン水溶液における結晶化と結晶相2010

    • 著者名/発表者名
      杉山輝樹
    • 学会等名
      日本化学会第90春季年会
    • 発表場所
      近畿大学(大阪府)
    • 年月日
      2010-03-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表]2010

    • 著者名/発表者名
      石黒慶
    • 学会等名
      日本化学会第90春季年会
    • 発表場所
      近畿大学(大阪府)
    • 年月日
      2010-03-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表]2010

    • 著者名/発表者名
      柚山健一
    • 学会等名
      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
      2010-03-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of organic nanocrystals by near-infrared laser ablation2009

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Yuyama
    • 学会等名
      10th International Conference on Laser Ablation
    • 発表場所
      Singaporeフラマリバーフロントシンガポール
    • 年月日
      2009-11-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Preparation and its rotation of a single L-alanine crystal in D20 by photon pressure of a focused CW near infrared laser beam2009

    • 著者名/発表者名
      Kei Ishiguro
    • 学会等名
      The 1st NCTU-NAIST Workshop on "Molecular/Nano Science
    • 発表場所
      Taiwan,台湾国立交通大学
    • 年月日
      2009-11-12
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] The formation of millimeter scale liquid-like domain of glycine by a focused laser beam2009

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Yuyama
    • 学会等名
      The 1st NCTU-NAIST Workshop on "Molecular/Nano Science
    • 発表場所
      Taiwan,台湾国立交通大学
    • 年月日
      2009-11-12
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Photon pressure- controlled crystal polymorphs of glycine depending on laser intensity and laser polarization2009

    • 著者名/発表者名
      Thitiporn Rungsimanon
    • 学会等名
      The 1st NCTU-NAIST Workshop on "Molecular/Nano Science
    • 発表場所
      Taiwan,台湾国立交通大学
    • 年月日
      2009-11-12
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Novel crystallization phenomena induced by photon pressure acting on glycine molecules or the clusters at an air/solution interface2009

    • 著者名/発表者名
      Teruki Sugiyama
    • 学会等名
      The 1st NCTU-NAIST Workshop on "Molecular/Nano Science
    • 発表場所
      Taiwan,台湾国立交通大学
    • 年月日
      2009-11-12
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] レーザー捕捉結晶化(1):レーザー光強度と偏光による結晶多形の制御2009

    • 著者名/発表者名
      杉山輝樹
    • 学会等名
      第18回有機結晶シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2009-11-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 光放射圧によるグリシンの結晶化と結晶成長制御2009

    • 著者名/発表者名
      杉山輝樹
    • 学会等名
      第64回日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学(熊本県)
    • 年月日
      2009-09-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 近赤外レーザー光により誘起される光圧と液面変形にもとつくグリシンクラスター集合体の形成2009

    • 著者名/発表者名
      柚山健一
    • 学会等名
      2009年度光化学討論会
    • 発表場所
      群馬大学(群馬県)
    • 年月日
      2009-09-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 近赤外レーザービームの集光に伴う液中金ナノ粒子の拡散、集合ダイナミクスの分光イメージング2009

    • 著者名/発表者名
      宇和田貴之
    • 学会等名
      2009年度光化学討論会
    • 発表場所
      群馬大学(群馬県)
    • 年月日
      2009-09-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] レーザー捕捉により気液界面に形成されるフェリチン変異体の円板状二次元分子集合体2009

    • 著者名/発表者名
      三浦篤志
    • 学会等名
      2009年度光化学討論会
    • 発表場所
      群馬大学(群馬県)
    • 年月日
      2009-09-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] レーザー捕捉結晶化におけるグリシン結晶の多形制御2009

    • 著者名/発表者名
      杉山輝樹
    • 学会等名
      2009年度光化学討論会
    • 発表場所
      群馬大学(群馬県)
    • 年月日
      2009-09-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] グリシンのレーザー捕捉結晶化における液面変形の定量的測定2009

    • 著者名/発表者名
      柚山健一
    • 学会等名
      秋季第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
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] レーザー捕捉による超分子タンパク質分子集合体の形成2009

    • 著者名/発表者名
      三浦篤志
    • 学会等名
      秋季第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
      2009-09-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Crystallization, Polymorphism Control and Crystal Growth of Glycine by Photon Pressure2009

    • 著者名/発表者名
      Teruki Sugiyama
    • 学会等名
      British Association for Crystal Growth 2009
    • 発表場所
      イギリス ブリストル
    • 年月日
      2009-09-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Laser Induced Formation of Giant Two Dimensional Molecular Assembly of Suramolecular Protein at the Interface2009

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Miura
    • 学会等名
      XXIV International Conference on Photochemistry
    • 発表場所
      Spainポレド
    • 年月日
      2009-07-23
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Crystallization and Crystal Growth of Amino Acids in Solution by Photon Pressure of a Focused Cw Near Infrared Laser Beam2009

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Masuhara
    • 学会等名
      XXIV International Conference on Photochemistry
    • 発表場所
      Spainポレド
    • 年月日
      2009-07-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://mswebs.naist.jp/LABs/masuhara/index.html

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://mswebs.naist.jp/LABs/masuhara/index.html

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2018-03-28  

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