• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

結晶水が形成する二水素結合の挙動に関する高温高圧中性子回折による解析

公募研究

研究領域高温高圧中性子実験で拓く地球の物質科学
研究課題/領域番号 23103706
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
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

中野 智志  独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, 研究員 (50343869)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード二水素結合 / 高温高圧 / 中性子回折 / 構造解析
研究実績の概要

本研究では、高圧中性子回折を用いて二水素結合物質の精密構造解析を行い、高圧下における二水素結合の挙動や、それが構造や反応性に与える影響を明らかにすることを目的としている。NH3BH3とNaBH4・2H2Oの二種類の二水素結合物質について、予めダイヤモンド・アンビル・セル(DAC)を用いた粉末X線回折(XRD)実験で予備実験を行った後、パリ-エジンバラ・セルを用いJ-PARC BL11で中性子回折実験を行った。
NH3BH3は約30 GPaまでのXRD実験で、従来報告されていた圧力誘起相転移(1.5 GPaと8 GPa)のほかにも相転移(約13 GPa)を確認し、さらに高圧でのアモルファス化(約25 GPa)を初めて観測した。ND3BD3も同様の挙動を示し同位体効果は認められなかった。ND3BD3の中性子回折実験を約7 GPaまで行い、常圧の水素間距離(約2.2A)が1 GPaで約2.0Aにまで縮むことが分かった。また、1.5 GPaでの最初の圧力誘起相転移では、ND3BD3分子の配列する角度が変化し、一部の水素間結合距離が約2.2Aに広がることが確認された。これらは、二水素結合を有する物質の水素間距離が2.0Aを限界値とし、分子の圧力誘起再配列が起きたことを示唆している。
一方NaBH4・2H2Oは、約11 GPaまでのXRDでは約4.5 GPaでNaBH4とH2O(ice-VII)に分解した。分解生成したNaBH4は、ice-VIIの存在とは無関係に6 GPaと7 GPaで従来報告されている圧力誘起相転移を起こした。除圧課程では逆反応が起こり、約3 GPaで再びNaBH4・2H2Oが生成した。一度分解した結晶水含有物質が圧力依存で再合成されることは興味深い。近くNaBD4・2D2Oの中性子回折実験を行い、その詳細を明らかにする予定である。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (31件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Structural changes of filled ice Ic hydrogen hydrate under low temperatures and high pressures from 5 to 50 GPa2012

    • 著者名/発表者名
      Hirai, H.
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys.

      巻: 137 号: 7 ページ: 74505-74505

    • DOI

      10.1063/1.4746017

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of LiBH_4 hydrate with dihydrogen bonding2012

    • 著者名/発表者名
      山脇 浩、藤久裕司、後藤義人、中野智志
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 541巻 ページ: 111-114

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2012.06.123

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-pressure studies on Tc and crystal structure of iron chalcogenide superconductors2012

    • 著者名/発表者名
      H.Takahashi, S.Nkano, T.Tomita, et al.
    • 雑誌名

      Sci. Technol. Adv. Mater.

      巻: 13 号: 5 ページ: 54401-54401

    • DOI

      10.1088/1468-6996/13/5/054401

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 配列ナノ空間物質の高圧挙動に対するヘリウム準静水圧の効果2012

    • 著者名/発表者名
      中野智志
    • 雑誌名

      高圧力の科学と技術

      巻: 22 ページ: 26-32

    • NAID

      10030553295

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 放射光X線回折実験によるテルル化ビスマスのbcc構造への圧力誘起相転移2012

    • 著者名/発表者名
      榮永茉利
    • 雑誌名

      Photon Factory News

      巻: 29 ページ: 17-21

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] 軽元素錯体水素化物LiBH4の高圧構造相転移とイオン伝導特性2011

    • 著者名/発表者名
      中野智志
    • 雑誌名

      高圧力の科学と技術

      巻: 21 号: 3 ページ: 213-220

    • DOI

      10.4131/jshpreview.21.213

    • NAID

      10029831718

    • ISSN
      0917-639X, 1348-1940
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure responses of portlandite and H-D isotope effects on pressure-induced phase transitions2011

    • 著者名/発表者名
      Riko Iizuka, et al
    • 雑誌名

      Physics and Chemistry of Minerals

      巻: 38 号: 10 ページ: 777-785

    • DOI

      10.1007/s00269-011-0450-3

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] NaBH4・2H2Oの高温高圧挙動2012

    • 著者名/発表者名
      中野智志
    • 学会等名
      第53回高圧討論会
    • 発表場所
      大阪大学会館
    • 年月日
      2012-11-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Structural Analysis of High-Pressure Phases in LiBH42012

    • 著者名/発表者名
      S. Nakano
    • 学会等名
      IUCr Commission on High Pressure 2012 Meeting
    • 発表場所
      ホテルレイクビュー水戸
    • 年月日
      2012-09-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Correlation between Tc and crystal structure for Fe(Se1-xSx) under Pressure2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Takahashi
    • 学会等名
      6th Asian Conference on High Pressure Research
    • 発表場所
      Beijing
    • 年月日
      2012-08-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 構造IおよびVIII型クラスレート(Sr_8Al_xGa_<16-x>Si_<30>)の高圧構造相転移2012

    • 著者名/発表者名
      久米徹二
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学西宮上ケ原キャンパス
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 高圧下における1111型超伝導体の超伝導と結晶構造2012

    • 著者名/発表者名
      冨田崇弘
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学西宮上ケ原キャンパス
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 水素を含むCaFeAsHの高圧下における構造と超伝導2012

    • 著者名/発表者名
      江畑政哉
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学西宮上ケ原キャンパス
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] MCMBs-水素の圧力誘起相分離2012

    • 著者名/発表者名
      石動裕也
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学西宮上ケ原キャンパス
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 全率固溶体Bi_<1-x>Sb_xにおける圧力誘起相分離と超伝導転移温度の関係2012

    • 著者名/発表者名
      大村彩子
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学西宮上ケ原キャンパス
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ピエゾクロミック物質HgI_2の圧力誘起相転移と結晶構造2012

    • 著者名/発表者名
      中野智志
    • 学会等名
      第29回PFシンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2012-03-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 高圧水素下における銀ろうの構造変化の観察2012

    • 著者名/発表者名
      田口翔太郎
    • 学会等名
      第29回PFシンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2012-03-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 圧力を利用した炭素ナノ構造体の水素貯蔵に関する構造的研究2012

    • 著者名/発表者名
      石動裕也
    • 学会等名
      第29回PFシンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2012-03-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 錯体水素化物LiNH_2の圧力誘起相転移2012

    • 著者名/発表者名
      山脇浩
    • 学会等名
      第29回PFシンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2012-03-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 水素を含むCaFeAsHの圧力効果2012

    • 著者名/発表者名
      江畑政哉
    • 学会等名
      第29回PFシンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2012-03-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 水酸化カルシウムの圧力誘起相転移のその場観察2012

    • 著者名/発表者名
      飯塚理子
    • 学会等名
      第29回PFシンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2012-03-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] HgI_2の圧力誘起相転移と高圧相の結晶構造2012

    • 著者名/発表者名
      中野智志
    • 学会等名
      第25回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 発表場所
      鳥栖市民文化会館・中央公民館
    • 年月日
      2012-01-06
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] X-ray powder diffraction measurement on Ba_<24>Ge_<100> under high-pressure/low-temperature using helium pressure medium2011

    • 著者名/発表者名
      S.Nakano
    • 学会等名
      International Conference of New Science Created by Materials with Nano Spaces : From Fundamentals to Applications
    • 発表場所
      Tohoku University
    • 年月日
      2011-11-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Ba_<24>Ge_<100>の低温高圧構造2011

    • 著者名/発表者名
      中野智志
    • 学会等名
      第52回高圧討論会
    • 発表場所
      沖縄キリスト教学院大学
    • 年月日
      2011-11-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] HgI_2高圧相の結晶構造解析2011

    • 著者名/発表者名
      中野智志
    • 学会等名
      第52回高圧討論会
    • 発表場所
      沖縄キリスト教学院大学
    • 年月日
      2011-11-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 高圧水素中で観察されるhBNの振動状態2011

    • 著者名/発表者名
      中山敦子
    • 学会等名
      第52回高圧討論会
    • 発表場所
      沖縄キリスト教学院大学
    • 年月日
      2011-11-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 高圧水素雰囲気中で観察されるナノグラファイトの構造変化2011

    • 著者名/発表者名
      石動裕也
    • 学会等名
      第52回高圧討論会
    • 発表場所
      沖縄キリスト教学院大学
    • 年月日
      2011-11-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 全率固溶体Bi_<1-x>Sb_xにおける結晶構造の圧力・組成依存性2011

    • 著者名/発表者名
      大村彩子
    • 学会等名
      第52回高圧討論会
    • 発表場所
      沖縄キリスト教学院大学
    • 年月日
      2011-11-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 全率固溶体Bi_<1-x>Sb_xにおける超伝導転移温度の圧力・組成依存性2011

    • 著者名/発表者名
      山村彩子
    • 学会等名
      第52回高圧討論会
    • 発表場所
      沖縄キリスト教学院大学
    • 年月日
      2011-11-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] LiNH_2の圧力誘起相転移2011

    • 著者名/発表者名
      山脇浩
    • 学会等名
      第52回高圧討論会
    • 発表場所
      沖縄キリスト教学院大学
    • 年月日
      2011-11-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 低温高圧力下におけるGeクラスレートのゲスト平衡位置とラットリング振動2011

    • 著者名/発表者名
      船橋健太
    • 学会等名
      第52回高圧討論会
    • 発表場所
      沖縄キリスト教学院大学
    • 年月日
      2011-11-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Mn_2Nb化合物の高圧力下での結晶構造解析2011

    • 著者名/発表者名
      山田裕
    • 学会等名
      第52回高圧討論会
    • 発表場所
      沖縄キリスト教学院大学
    • 年月日
      2011-11-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 圧力誘起超伝導体Bi_<1-x>Sb_xにおける圧力効果と組成依存性2011

    • 著者名/発表者名
      大村彩子
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 水素中で加圧したhBN、グラファイトの振動状態2011

    • 著者名/発表者名
      中山敦子
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 半導体クラスレートのラットリング振動とその圧力依存性III2011

    • 著者名/発表者名
      久米徹二
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ペロブスカイト型酸化物PbNiO_3の高圧合成と構造相転移2011

    • 著者名/発表者名
      田中樹恵
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第24回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2011-09-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Transport Properties in Bi_2Te_3 under High Pressure up to 8 GPa2011

    • 著者名/発表者名
      Mari EINAGA
    • 学会等名
      26th International Conference on Low Temperature Physics
    • 発表場所
      Beijing International Convention Center
    • 年月日
      2011-08-10
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Powder x-ray diffraction of BaFe_2As_2 under hydrostatic pressure2011

    • 著者名/発表者名
      Naoya Eguchi
    • 学会等名
      26th International Conference on Low Temperature Physics
    • 発表場所
      Beijing International Convention Center
    • 年月日
      2011-08-10
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考] NIMS Researchers Database

    • URL

      http://samurai.nims.go.jp/NAKANO_Satoshi-j.html

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

URL: 

公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi