| 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 |
22H04563
|
|---|
| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 審査区分 |
理工系
|
|---|
| 研究機関 | 大阪電気通信大学 |
|---|
研究代表者 |
森田 成昭 大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (20388739)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 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)
2023年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
|
|---|
| キーワード | 赤外分光 / 近赤外分光 / ケモメトリックス / 機械学習 / バイオマテリアル |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究において，新たに中赤外透過フローセルと近赤外透過フローセルを準備し，乾燥試料が含水する過程，あるいは含水試料が乾燥する過程を時間依存測定する．これにより数百本のスペクトルが得られ，1本のスペクトルは数千点の吸光度情報が含まれているので，1回の測定で数百行×数千列の巨大行列データが蓄積されることになる．このような巨大機器分析データに対して，データサイエンスの分野で用いられている手法を応用し，分析化学者の視点から化学的情報を最大限に抽出することを行う．これにより，1本のスペクトルからは得られない，過渡現象を追跡することで見えてくる，ダイナミックな材料水和構造を描像する．
|
| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、材料の分子機能に水分子が重要な役割を果していると考えられているバイオマテリアルについて、振動分光による構造機能相関研究を実施することである。そのために本研究で準備した、中赤外透過フローセルと近赤外透過フローセルを用いて乾燥試料が含水する過程、あるいは含水試料が乾燥する過程を時間依存測定し、中赤外領域における基準振動、あるいは近赤外領域における倍音・結合音の変化を観測した。得られた時間依存スペクトルは、Multivariate Curve Resolution (MCR) や二次元相関分光法によってデータ解析を行った。本研究では、水溶性バイオマテリアルであるpolyvinylpyrrolidone (PVP) と非水溶性バイオマテリアルであるpoly(2-methoxyethyl acrylate) (PMEA) を用いて実験を行った。これにより水和水のO-H伸縮振動について、基準振動でみられる不凍水、中間水、自由水に帰属されるそれぞれの信号に対応すると考えられる倍音を、ある程度、帰属することができた。またこれらの実験・解析結果を、量子化学計算によるシミュレーションスペクトルと比較し、帰属の妥当性を考察した。
|
| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
