空間制限界面の張力波共鳴と分析法

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 15H03825
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 分析化学
• 研究機関: 東北大学 (2016-2018); 東京工業大学 (2015)
• 研究代表者: 火原 彰秀 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (30312995)
• 研究分担者: 岡田 哲男 東京工業大学, 理学院, 教授 (20183030)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: レーザー分光法 / 光散乱 / 共鳴 / 表面 / 界面 / マイクロ・ナノ流体

研究成果の概要

微小スケールの気液界面・液液界面は、化学・バイオ分析の重要なターゲットの一つである。しかしながら、この界面を非接触に計測できる手法はほとんどない。本研究では、独自に見いだした原理である微小空間に制限された界面における毛管張力波共鳴に基づき新しい分光法の基礎から応用までの研究を進めた。この制限空間準弾性レーザー散乱法について、基礎的な研究として散乱ベクトルの一般的表現を導出し、発展的な研究として二次元制限界面の界面張力測定、ミリ秒時間分解測定を実現した。これらにより、マイクロ・ナノ空間における界面計測法として非常に有効であることを示した。

自由記述の分野

分析化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

マイクロ・ナノ流体デバイスによる化学・バイオ分析の集積化は近年急速に発展している分野である。健康診断や環境分析などの社会的に重要な分野での利用が進められつつある。一方でこのような応用を支える基礎化学、界面化学的現象解明は解析ツールがないためほとんど進んでいない。本研究では、特に解析が困難である気液界面や液液界面といった流体自由界面を解析する独自手法を深く研究した。この分析手法の原理そのものの進展や、手法の適用範囲の拡大など、当初の目論見どおりの成果が得られ、今後分析応用に活かされていくと期待できる。