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2009 年度 実績報告書

大サイズクラスターの赤外分光によるアミノ酸の大規模水和構造の研究

計画研究

研究領域分子高次系機能解明のための分子科学―先端計測法の開拓による素過程的理解
研究課題/領域番号 19056001
研究機関東北大学

研究代表者

藤井 朱鳥  東北大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (50218963)

キーワード水 / 水素結合 / クラスター / 赤外分光 / 質量分析 / 密度汎関数法計算 / 氷 / アミノ酸
研究概要

本年度は質量選別クラスター分光装置の開発を進め、新規の赤外光源の導入を含めて実験装置の完成度を高めた。これにより、アミノ酸水和クラスターを考える上で比較の基準となる大サイズプロトン付加水クラスターH^+(H_2O)_nの赤外スペクトル観測をほぼ完了させることが出来た。プロトン付加水クラスターの観測においては、サイズ領域を大幅に拡大し、n=200にいたる大サイズの観測に成功した。また従来の光源では問題が生じていた3500cm^<-1>付近のスペクトルギャプを消滅させた。これにより、全OH伸縮振動領域(2200-3800cm^<-1>)の観測を行うことが出来た。自由OH伸縮振動バンドと水素結合OH伸縮バンドの強度比のサイズ依存性から、大サイズクラスターにおいてクラスター「内部」が生成していることを明確に確認した。自由OH伸縮振動数に対する余剰プロトンの影響はn~100でほぼ消滅して振動数は一定となるが、その振動数と氷表面のそれとの比較から、クラスター表面はアモルファス状であることが示唆された。また、サイズ増大に従い、水素結合OH伸縮振動バンドが緩やかな低波数シフトを示した。バンド位置はn=100で液体の水のバンドに相当する振動数に、ついでn=200では過冷却水のバンドに良く一致した。これはサイズの増大と共に、クラスター内部の水素結合の構造化が進むことを示していると解釈された。n=200-300で水クラスター内部に氷状の六員環構造が形成されるという分子動力学計算による予測があり、これを定性的に支持する結果となった。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (16件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Infrared spectroscopy for acetone and its dimer based on photoionization detection with tunable coherent vacuum-ultraviolet light2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsuda, 他
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 471

      ページ: 50-53

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vibrational spectroscopy of size-selected neutral and cationic clusters combined with vacuum-ultraviolet one-photon ionization detection2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsuda, 他
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics 11

      ページ: 1279-1290

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proton switch correlated with the morphological development of the hydrogen-bond network in H+(MeOH)m(H20)n(m=1-9): A theoretical and infrared spectroscopic study2009

    • 著者名/発表者名
      D.Bing, 他
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.A 113

      ページ: 2323-2332

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interpreting the physical background of empirical solvent polarity via photodetauchment spectroscopy of microsolvated aromatic ketyl anions2009

    • 著者名/発表者名
      T.Maeyama, 他
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.A 113

      ページ: 10593-10602

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Infrared spectroscopy of phenol-(H2O)n>10 : Structural strain in hydrogen bond networks of neutral water clusters2009

    • 著者名/発表者名
      K.Mizuse, 他
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.A 113

      ページ: 12134-12141

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intermolecular proton-transfer in acetic clusters induced by vacuum-ultraviolet photoionization2009

    • 著者名/発表者名
      K.Ohta, 他
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics 131

      ページ: 18304(1)-(11)

    • 査読あり
  • [学会発表] Infrared spectroscopy of size-selected large-water clusters2010

    • 著者名/発表者名
      藤井朱鳥
    • 学会等名
      Discussion meeting on spectroscopy and dynamics of molecules and clusters
    • 発表場所
      Goa, India
    • 年月日
      20100218-20100221
  • [学会発表] アセトンクラスターの光イオン化誘起プロトンマイグレーション2010

    • 著者名/発表者名
      花上謙一, 他
    • 学会等名
      第3回6専攻合同シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2010-02-16
  • [学会発表] 大サイズクラスターの赤外分光によるアミノ酸の大規模水和構造2009

    • 著者名/発表者名
      藤井朱鳥
    • 学会等名
      特定領域高次系分子科学第4回合同班会議
    • 発表場所
      別府湾ロイヤルホテル
    • 年月日
      20091126-20091128
  • [学会発表] 水素結合クラスターの光イオン化誘起異性化反応ダイナミックス2009

    • 著者名/発表者名
      松田欣之, 他
    • 学会等名
      特定領域高次系分子科学第4回合同班会議
    • 発表場所
      別府湾ロイヤルホテル
    • 年月日
      20091126-20091128
  • [学会発表] 真空紫外一光子でイオン化されたアセトンおよびその二量体の構造2009

    • 著者名/発表者名
      花上謙一, 他
    • 学会等名
      特定領域高次系分子科学第4回合同班会議
    • 発表場所
      別府湾ロイヤルホテル
    • 年月日
      20091126-20091128
  • [学会発表] PhOH-(H2O)n<50, H+(H2O)n<200, (H2O)n<5+の赤外分光2009

    • 著者名/発表者名
      水瀬賢太, 他
    • 学会等名
      特定領域高次系分子科学第4回合同班会議
    • 発表場所
      別府湾ロイヤルホテル
    • 年月日
      20091126-20091128
  • [学会発表] 大サイズPhOH-(H2O)n(n<50)の赤外分光2009

    • 著者名/発表者名
      濱島徹, 他
    • 学会等名
      第3回分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20090921-20090924
  • [学会発表] アセトン-水クラスターの真空紫外光イオン化誘起プロトンマイグレーション2009

    • 著者名/発表者名
      松田欣之, 他
    • 学会等名
      第3回分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20090921-20090924
  • [学会発表] プロトン付加水メタノール混合クラスターにおけるOH伸縮振動の混合比依存性2009

    • 著者名/発表者名
      濱島徹, 他
    • 学会等名
      第3回分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20090921-20090924
  • [学会発表] CH/p相互作用モデルクラスターの赤外分光と高精度理論計算2009

    • 著者名/発表者名
      林聖将, 他
    • 学会等名
      第3回分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20090921-20090924
  • [学会発表] ホルムアミド-水クラスター系の光イオン化における水分子のマイグレーション2009

    • 著者名/発表者名
      水谷真一, 他
    • 学会等名
      第3回分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20090921-20090924
  • [学会発表] 巨大サイズプロトン付加水クラスターH+(H2O)n(n=15-200)の赤外分光2009

    • 著者名/発表者名
      水瀬賢太, 他
    • 学会等名
      第3回分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20090921-20090924
  • [学会発表] 真空紫外一光子でイオン化されたアセトンおよびその二量体の構造2009

    • 著者名/発表者名
      花上謙一, 他
    • 学会等名
      第3回分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20090921-20090924
  • [学会発表] アセトアミドクラスター負イオンにおける余剰電子局在化2009

    • 著者名/発表者名
      吉田啓二, 他
    • 学会等名
      第3回分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20090921-20090924
  • [学会発表] Extensive hydration structure of amino acids probed by infrared spectroscopy of large-sized clusters2009

    • 著者名/発表者名
      水瀬賢太(藤井朱鳥急病につき代理講演)
    • 学会等名
      特定領域「高次系分子科学」第3回公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス
    • 年月日
      20090603-20090605
  • [学会発表] Infrared spectroscopy of large-sized water networks in gas phase clusters2009

    • 著者名/発表者名
      藤井朱鳥
    • 学会等名
      Symposium on dynamics of molecules and clusters
    • 発表場所
      東北大学大学院理学研究科
    • 年月日
      2009-07-03
  • [備考]

    • URL

      http://www.mikamilab.chem.tohoku.ac.jp/

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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