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1.本研究は物質⇔情報⇔エネルギーの電気化学的相互変換の設計・制御に重要な基礎的知見を与えたくれる液/液界面局所空間微細構造と電荷(イオン及び電子)移動ダイナミクスの関係解明を目的とする。液/液界面局所領域の構造・液性状の空間的変化を走査型液性状その場観察電気化学顕微鏡(SECM)により可視化し、電荷移動ダイナミクスの支配要因への影響について検討した。
2.液/液界面にはニトロベンゼン(NB)/水界面を用い、i)テトラメチルアンモニウムイオン(TMA^+)移動系、ii)DB-18-crown-6及び、iii)トリトンX界面修飾系によるNa^+イオン促進移動系並びに電子移動系(NB(フェロセン)/水(Fe(CN)_6^<3-/4->)を検討対象とした。
(1)液性状その場観察用の交流誘起モードSECMは、約数十nm以上の空間分解能をもち、10^<-10>mol・dm^<-3>のイオン移動検出感度をもつ。
(2)TMA^+イオン移動系において移動サイトの局在化は見られない。
(3)修飾剤は界面に局在化分布し、それに対応した領域でNa^+イオンの促進移動領域が観察された。DB-18-crown-6とNa^+の錯形成は水溶液側あるいはニトロベンゼン側に存在するDB-18-crown-6ではなく、NB/水界面で起こることも交流誘起SECMの結果より示唆された。このときDB-18-crown-6で、界面に垂直な方向にも局在化分布を示し、DB-18-crown-6/Na^+種吸着領域の界面局所性状がその移動過程および速度に重要な役割を果たすことがわかった。イオン移動の速い領域と遅い領域での速度比は、〜3.3であった。
(4)トリトンX界面修飾Na^+イオン移動系は、(3)の系と同様、イオンの促進移動領域は局在化分布を示す。しかし、イオン移動の反応機構は(3)の系とは異なり、トリトンXとNa^+錯形成とそれの拡散の重要性が示唆され、平均移動速度比r_<(3)>/r_<(4)>は1/1.2であった。
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