1998 年度実績報告書

マイクロ分析化学反応ダイナミクスの研究

研究課題

研究課題/領域番号	08404051
研究機関	北海道大学
研究代表者	喜多村〓北海道大学, 大学院理学研究科, 教授 (50134838)
研究分担者	八尾浩史北海道大学, 大学院理学研究科, 助手 (20261282) 中谷清治筑波大学, 化学系, 助教授 (00250415) 金幸夫北海道大学, 大学院理学研究科, 助教授 (40186367)
キーワード	レーザー捕捉 / 顕微吸収・蛍光分光 / マイクロ電気化学 / 単一微粒子 / ダイナミクス / イオン交換 / ピコ秒分光 / 液・液界面
研究概要	単一微粒子のレーザー捕捉・顕微分光・電気化学測定システムの機能に加え、分析化学反応ダイナミクスを追跡可能とするためにピコ秒レーザーシステムを組み込んだ顕微ピコ秒蛍光測定システムとして再構築した。これを用い、単一イオン交換樹脂内の構造とイオン交換ダイナミクスの検討、溶媒抽出の基本となる液/液界面現象のダイナミクスについて詳細な検討を行った。 1. イオン交換反応ダイナミクス:これまで膨大な研究があったが、イオン交換樹脂一粒の測定に基づいたイオン交換過程の直接測定は皆無であった。上記の新しい物理化学的な手法や励起エネルギー移動消光法を用いることによりイオン交換過程のダイナミクスを詳細に検討した。特に、樹脂の架橋度、イオン交換対の種類、温度等のイオン交換過程を律する因子を検討し、1)温度が上昇するとともにイオン交換速度は速くなること、2)その過程はエンタルピー支配であること、3)イオン交換基の対イオンのイオン半径がイオン拡散を規定すること等を明らかにした。このような研究に基づいて、イオン交換樹脂の化学の新しい局面を拓いた。 2. 液/液界面現象のダイナミクス:ピコ秒全反射蛍光法及び動的蛍光異方性測定法を駆使し、液/液界面の特徴を明らかにした。例えば、水/四塩化炭素、水/ジクロロエタン界面はともにシャープで混ざりあいにくい界面と考えられてきたが、ダイナミクス測定の結果から前者の界面層の厚みは1nm以下であるのに対して、後者ではより厚い界面層を持つことを明らかにした。また、界面における励起エネルギー移動消光ダイナミクスのフラクタル次元解析も行い、水/四塩化炭素、水/ジクロロエタン界面は各々2次元、3次元的な界面であることを明らかにした。この他、溶媒抽出で利用される水/フタレートエステル系溶媒の造る液/液界面の特徴についても解明した。

研究成果

(8件)

すべてその他

すべて文献書誌 (8件)

[文献書誌] 喜多村〓: "Optical Transformation and Fission of Single Giant Vesicles in Water by Radiation Pressure." Journal of American Chemical Society. 120(8). 1942-1943 (1998)
[文献書誌] 金幸夫: "Direct Excitation Energy Transfer as a Technique for in Situ Measurements of Ion-Exchange Processes in Single Polymer Particles." Analytical Chemistry. 70(1). 105-110 (1998)
[文献書誌] 金幸夫: "Effect of Sample Dimension and Dye Distribution Characteristics in Absorption Microspectroscopy." Analytical Chemistry. 70(1). 51-57 (1998)
[文献書誌] 石坂昌司: "Total Internal Reflection Fluorescence Dynamic Anisotropy of Sulforhodamine 101 at a Liquid/Liquid Interface : Rotational Reorientation Times and Interfacial Structures." Analytical Chemistry. 71(2). 419-426 (1999)
[文献書誌] 金幸夫: "Microspectroscopic Analyses of Dye Distribution Characteristics in Single Microcapsules." Analytical Chemistry. 70(1). 111-116 (1998)
[文献書誌] 近間克己: "Characteristic Behavior of an Electron Transfer Reaction across a Tributyl Phosphate Droplet/Water Interface : Micrometer Droplet-Size Effect." Bulletin of Chemical Society Japan. 71(5). 1065-1070 (1998)
[文献書誌] 中谷清治: "Advances in Photochemistry" John-Wiley & Sons.Inc., 50 (1999)
[文献書誌] 喜多村〓: "Mesoscopic Chemistry" Blackwell Science, 25 (1999)

1998 年度 実績報告書

マイクロ分析化学反応ダイナミクスの研究

研究代表者

喜多村 〓 北海道大学, 大学院理学研究科, 教授 (50134838)

研究成果

[文献書誌] 喜多村 〓: "Optical Transformation and Fission of Single Giant Vesicles in Water by Radiation Pressure." Journal of American Chemical Society. 120(8). 1942-1943 (1998)

[文献書誌] 金 幸夫: "Direct Excitation Energy Transfer as a Technique for in Situ Measurements of Ion-Exchange Processes in Single Polymer Particles." Analytical Chemistry. 70(1). 105-110 (1998)

[文献書誌] 金 幸夫: "Effect of Sample Dimension and Dye Distribution Characteristics in Absorption Microspectroscopy." Analytical Chemistry. 70(1). 51-57 (1998)

[文献書誌] 石坂 昌司: "Total Internal Reflection Fluorescence Dynamic Anisotropy of Sulforhodamine 101 at a Liquid/Liquid Interface : Rotational Reorientation Times and Interfacial Structures." Analytical Chemistry. 71(2). 419-426 (1999)

[文献書誌] 金 幸夫: "Microspectroscopic Analyses of Dye Distribution Characteristics in Single Microcapsules." Analytical Chemistry. 70(1). 111-116 (1998)

[文献書誌] 近間 克己: "Characteristic Behavior of an Electron Transfer Reaction across a Tributyl Phosphate Droplet/Water Interface : Micrometer Droplet-Size Effect." Bulletin of Chemical Society Japan. 71(5). 1065-1070 (1998)

[文献書誌] 中谷 清治: "Advances in Photochemistry" John-Wiley & Sons.Inc., 50 (1999)

[文献書誌] 喜多村 〓: "Mesoscopic Chemistry" Blackwell Science, 25 (1999)

1998 年度実績報告書

喜多村〓北海道大学, 大学院理学研究科, 教授 (50134838)

[文献書誌] 喜多村〓: "Optical Transformation and Fission of Single Giant Vesicles in Water by Radiation Pressure." Journal of American Chemical Society. 120(8). 1942-1943 (1998)

[文献書誌] 金幸夫: "Direct Excitation Energy Transfer as a Technique for in Situ Measurements of Ion-Exchange Processes in Single Polymer Particles." Analytical Chemistry. 70(1). 105-110 (1998)

[文献書誌] 金幸夫: "Effect of Sample Dimension and Dye Distribution Characteristics in Absorption Microspectroscopy." Analytical Chemistry. 70(1). 51-57 (1998)

[文献書誌] 石坂昌司: "Total Internal Reflection Fluorescence Dynamic Anisotropy of Sulforhodamine 101 at a Liquid/Liquid Interface : Rotational Reorientation Times and Interfacial Structures." Analytical Chemistry. 71(2). 419-426 (1999)

[文献書誌] 金幸夫: "Microspectroscopic Analyses of Dye Distribution Characteristics in Single Microcapsules." Analytical Chemistry. 70(1). 111-116 (1998)

[文献書誌] 近間克己: "Characteristic Behavior of an Electron Transfer Reaction across a Tributyl Phosphate Droplet/Water Interface : Micrometer Droplet-Size Effect." Bulletin of Chemical Society Japan. 71(5). 1065-1070 (1998)

[文献書誌] 中谷清治: "Advances in Photochemistry" John-Wiley & Sons.Inc., 50 (1999)

[文献書誌] 喜多村〓: "Mesoscopic Chemistry" Blackwell Science, 25 (1999)