軟Ｘ線発光分光用の温度可変溶液セルの開発と水の構造解析への展開

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K20598
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分80040:量子ビーム科学関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 山添 康介 東京大学, 物性研究所, 特任研究員 (70815761)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 軟Ｘ線発光分光 / 溶液セル / 水の構造 / 水素結合

研究成果の概要

本研究では、温度制御機構を備えた軟Ｘ線発光分光用の溶液セルを開発し、－30℃~80℃の範囲で任意の温度に試料温度を制御することが可能になった。さらに湿度制御機能と組み合わせた利用も可能になった。開発した温度可変溶液セルを用いて、液体のエタノールの局所構造の変化を観測した。また温度応答性高分子が水中で相転移する過程で、高分子と水との水素結合状態変化も観測した。今回温度制御機構を付与することで軟Ｘ線発光分光による水や高分子の構造解析技術の実用性を向上することができた。

自由記述の分野

軟X線発光分光

研究成果の学術的意義や社会的意義

高分子や溶液の温度相転移は、化学および技術の分野で大切な情報であるにもかかわらず、その構造に関しては十分に理解されていません。本研究で開発した技術により、溶液や高分子の構造変化を明らかにできれば、高分子の性質を（物質を構成する）電子の状態から理解することができ、それをより上手く制御することができる。これにより、吸着・脱着、親水性、凝集などの様々な溶液物性や機能を最適にコントロールする技術の開発につながるだけではなく、例えばたんぱく質の異常凝集の起源解明など、社会や医療の発展にも貢献することが期待される。