| 研究領域 | 理論と実験の協奏による柔らかな分子系の機能の科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
25104003
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
森田 明弘 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70252418)
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| 研究分担者 |
石山 達也 富山大学, 大学院理工学研究部, 准教授 (10421364)
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| 研究期間 (年度) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| キーワード | 界面分光 / 分子動力学シミュレーション / 差スペクトル |
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| 研究実績の概要 |
申請者がこれまでに開発した分子シミュレーションに基づく界面分光の理論の成果をもとに、本領域内の分光計測の実験研究者と本グループの理論解析との緊密な共同研究を展開し、溶液・高分子などの柔らかな界面構造の理解を格段に深化させる。そのため我々の提唱した和周波分光の理論計算の適用範囲を大幅に拡げる高速なSFG計算プログラムを開発して、多くの界面構造と和周波スペクトルの解明に貢献し、今後広くプログラム利用と成果を普及してく。
本年度には分光計測による界面分子配向の解析について研究成果を報告した。界面での分子配向は界面構造を規定する基本的な特徴で、従来より和周波分光の偏光依存性の観測に基づいて議論されてきた。本研究ではメタノール水溶液を例にとって、界面での分子配向とSFGシグナルの偏光依存性の両方を分子シミュレーションで求め、その間の関係を詳細に検討した。その結果、従来の偏光依存性から分子配向を導出する議論に含まれる仮定が成り立たないことを明らかにし、より精密な解析が必要であることを示した。また水‐両極性脂質膜の界面を研究し、SFGスペクトルで観測される界面水の振動バンド構造を再現できることを示すとともに、その解釈を界面水の構造に基づいて与えることができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
和周波分光の研究に関しては、当該グループが開発した理論に基づく汎用プログラムの開発をほぼ完成させ、その有効性を確認するととともに実際的な応用の成果が見られてきた。今年度にも配向解析の解明や水‐脂質膜構造の解析などインパクトのある成果が得られ、今後の発展も見込まれる。
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| 今後の研究の推進方策 |
和周波分光の研究に関しては、今後さらに応用を広げるため汎用分子モデルを完成させて、さまざまな有機分子界面への応用を図る。すでにその研究は進行中である。前年度に提案した差スペクトルの理論解析手法の開発も進行中で、今後圧力を制御した差スペクトル計算や、水溶液系への応用の成果を見せる予定である。
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