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複数個の分子が集合して分子凝集体を形成するとき、その形状は一見ランダムにみえるがある規則性(フラクタル構造)が存在し、これは励起分子ダイナミクスと密接な関連をもつ。本研究課題では、励起エネルギ-移動の現象を利用して、分子集合体における分子の分布状態のフラクタル性について、ピコ秒レ-ザ-蛍光分光法に基づいて詳細に調べる。
本年度の研究成果は次のように要約される。
(1)ベシクル表面の吸着色素分子およびLB単分子膜中の色素分子間の励起エネルギ-移動とフラクタル構造 ベシクル表面に物理吸着された色素分子について種々のドナ-分子を用いて調べた結果、色素分子(アクセプタ-)の分布は共通してフラクタル次元1.3であることがわかった。この分布を具体的に示すために計算機によるシミュレ-ションを行い、分布パタ-ンを描き出すことに成功した。次いでLB単分子膜中に色素分子を組み入れ2次元単分子膜における励起エネルギ-移動について、資料温度を変化させて調べた結果、LB膜の場合と異なって、フラクタル構造に2種類あり、(1)空間分布におけるフラクタル構造(フラクタル次元1.3-1.8)および(2)エネルギ-移動現象の時系列における(階層的)フラクタル構造である。一般に吸着と単分子膜形成において分子の凝集過程は異なるが、その分布構造における違いはフラクタル次元と関連していることが示された。
2.ピコ秒レ-ザ-蛍光分光装置の改良 フラクタル構造・フラクタル次元について高い精度で定量化するために、蛍光減衰曲線の測定においてフェムト秒時間分解能を達成する必要があり、そのために光検出器として従来の光電子増倍管から冷却型CCDストリ-クカメラへ変更する。本年度は装置の一部を購入し、システム製作を開始した。現在、その予備的なデ-タを測定をしつつあり、次年度において完成させる。
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