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2017 年度 実績報告書

親水性物質の水和機構の解明―これまでにない広帯域分光法による統一的解釈―

研究課題

研究課題/領域番号 15J07440
研究機関東京農工大学

研究代表者

佐川 直也  東京農工大学, 連合農学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
キーワード水和 / 誘電緩和 / 近赤外分光 / テラヘルツ分光 / 親水性
研究実績の概要

平成29年度は、前年度に引き続き様々な親水性物質の水和挙動についてテラヘルツ域に至る誘電緩和測定結果に基づき議論した。また、最終年度であるためこれまでに得られた結果の総括を行った。研究対象には、これまで高い親水性を有すると考えられてきた高極性である一方、電子供与性の指標であるドナー数(DN)が小さいニトロおよびシアノ化合物と比較的大きなDNを有するエーテル基、水酸基およびアミド基をそれぞれ有する水溶性物質を対象とした。
前年度に引き続き、DNの異なる官能基を有する様々な水溶性物質に関して、テラヘルツ域に至る誘電緩和測定結果から水和挙動を考察した。テラヘルツ域までの誘電スペクトルには室温において緩和時間τw = 8psとτf = 0.2psに緩和モードが観測され、それぞれ、水素結合を形成した水分子と水素結合を形成していない水分子(ダングリング水)に由来する。DNの小さいニトロおよびシアノ化合物は水素結合を形成していない水分子を増加させることが前年度までに明らかとなった。1モルあたりのニトロおよびシアノ化合物はその存在によって、ダングリング水分子を0.15モル程度増加させると見積もられた。
一方でDNが比較的大きな水酸基やアミド基を有する化合物は、エーテル基と同様にダングリング水を減少させることがわかった。また、水酸基、アミド基およびエーテル基を有する化合物の存在により1ps程度に新たな緩和モードが出現することが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2017

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] 親水性物質の水和挙動2017

    • 著者名/発表者名
      佐川直也、四方俊幸
    • 学会等名
      第44回レオロジー年会
  • [学会発表] 動的光散乱法を用いた化学修飾セルロース水溶液の高周波数域粘弾性挙動2017

    • 著者名/発表者名
      佐川直也、四方俊幸
    • 学会等名
      セルロース学会第24回年次大会
  • [学会発表] 広帯域分光法を用いた親水性物質の水和挙動の研究2017

    • 著者名/発表者名
      佐川直也、四方俊幸
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
  • [学会発表] Viscoelastic behavior of dilute aqueous solution of chemically modified cellulose in a high frequency range using dynamic light scattering techniques2017

    • 著者名/発表者名
      Naoya Sagawa, Nao Yamanishi, Toshiyuki Shikata
    • 学会等名
      The 4th International Cellulose Conference
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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