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2012 年度 研究成果報告書

超高感度熱測定による物質科学の新展開

研究課題

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研究課題/領域番号 21245003
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物理化学
研究機関千葉大学

研究代表者

西川 恵子  千葉大学, 大学院・融合科学研究科, 教授 (60080470)

連携研究者 森田 剛  千葉大学, 大学院・融合科学研究科, 助教 (80332633)
東崎 健一  千葉大学, 教育学部, 教授 (30102031)
研究期間 (年度) 2009 – 2012
キーワード相転移 / 構造緩和 / 緩和時間 / ゆらぎ / ダイナミクス / 超高感度熱量計 / Raman散乱 / 核磁気共鳴
研究概要

イオン液体の相変化を主要なテーマとして,研究室製作の超高感度熱量計を用いて熱測定を行った。何が起こっているのかを解明するために,個々の分子やイオンの構造変化の検知に有用なRaman散乱とダイナミクスの情報を与えるNMRの緩和時間測定も併用した。その結果,ユニークな相挙動はイオンの立体構造の多様性とそのフレキシビリティに起因することが解明された。本研究で発見された新規熱現象は,多くの試料で起こるリズム的凝固・融解現象,間歇的結晶化,可逆的凝固・融解過程,ガラスから結晶化に至る過程でのソフト化(液化)などである。

  • 研究成果

    (37件)

すべて 2013 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (30件) (うち査読あり 29件) 学会発表 (5件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Effects of Tetramethyl- and Tetraethyl- Ammonium Chloride on H_2O: Calorimetric and Near Infrared Spectroscopic Study.2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Koga, F. Sebe, K. Nishikawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem.

      巻: B117 ページ: 877-883

    • DOI

      DOI:10.1021/jp3082744

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A comparative study of rotational dynamics of PF_6^- anions in the crystals and liquid states of butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate: Results from P^^<31> NMR spectroscopy.2013

    • 著者名/発表者名
      T. Endo, H. Murata, M. Imanari, N. Mizhisima, H. Seki, S. Sen, K. Nishikawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem.

      巻: B117 ページ: 326-332

    • DOI

      DOI:10.1021/jp310947c

    • 査読あり
  • [雑誌論文] イオン液体のユニークな熱物性2013

    • 著者名/発表者名
      西川恵子
    • 雑誌名

      真空

      巻: Vol. 56,No. 2 ページ: 47-53

    • URL

      https://www.jstage.jst.go.jp/article/ jvsj2/56/2/56_12-RV-038/_pdf

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Linker-length dependence of reorientational dynamics and viscosity of bis(imidazolium)-based ionic liquids incorporating bis(trifluoromethanesulfonyl)-amide anions.2012

    • 著者名/発表者名
      T. Mandai, M. Imanari, K. Nishikawa
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett.

      巻: 543 ページ: 72-75

    • DOI

      DOI:10.1016/j.cplett.2012.06.026

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Small-angle X-ray scattering study on the fluctuations of supercritical aqueous solution of n-pentane along the critical isotherm of water.2012

    • 著者名/発表者名
      T. Morita, H. Murai, S. Kase, K. Nishikawa
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett.

      巻: 543 ページ: 68-71

    • DOI

      DOI:10.1016/j.cplett.2012.06.009

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Small-angle X-ray Scattering Measurements of Ionic Liquids pressurized with Carbon Dioxide Using High-Pressure Ti Sample Holder: Butyl-3- methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl) Amide Mixtures up to 22 MPa.2012

    • 著者名/発表者名
      T. Morita, , K. Nishikawa
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 51 ページ: 076703-1-6

    • DOI

      DOI:10.1143/JJAP.51.076703

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of ethanol and dimethylsufoxide on the molecular organization of H_2O as probed by 1-propanol.2012

    • 著者名/発表者名
      T. Morita, P. Westh, K. Nishikawa, Y. Koga
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem.

      巻: B116 ページ: 7328-7333

    • DOI

      DOI:10.1021/jp303619q

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Linker-Length Dependence of Crystal Structures and Thermal Properties of Bis-imidazolium Salts.2012

    • 著者名/発表者名
      T. Mandai, H. Masu, H. Seki, K. Nishikawa
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 85 ページ: 599-605

    • DOI

      DOI:10.1246/bcsj.20120018

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamical scaling analysis using the Lillie Number for vitrification of deeply supercooled glycerol.2012

    • 著者名/発表者名
      K. Sou, K. Nishikawa, Y. Koga, K. Tozaki
    • 雑誌名

      J. Non-Cryst. Solids

      巻: 358 ページ: 1313-1318

    • DOI

      DOI:10.1016/j.imoncrysol.2012002.036

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultraslow Dynamics at Crystallization of a Room-Temperature Ionic Liquid, 1-Butyl-3- methylimidazolium Bromide.2012

    • 著者名/発表者名
      M. Imanari, K. Fujii, T. Endo, H. Seki, K. Tozaki,K. Nishikawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem.

      巻: B116 ページ: 3991-3997

    • DOI

      DOI:10.1021/jp300722j

    • 査読あり
  • [雑誌論文] NMR Study of Cation Dynamics in Three Crystalline States of Butyl-3-Methylimidazolium Hexafluorophosphate Exhibiting Crystal Polymorphism.2012

    • 著者名/発表者名
      T. Endo, H. Murata, M. Imanari, N. Mizushima, H. Seki, K. Nishikawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem.

      巻: B116 ページ: 3780-3788

    • DOI

      DOI:10.1021/jp300636s

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spectrum of Excess Partial Molar Absorptivity. II: An NIR Study of Aqueous Na-Halides.2012

    • 著者名/発表者名
      F. Sebe, K. Nishikawa, Y. Koga
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 14 ページ: 4433-4439

    • DOI

      DOI:10.1039/c2cp23255c

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Cyclic-Hydrocarbon Substituents and Linker Length on Physicochemical Properties and Reorientational Dynamics of Imidazolium-Based Ionic Liquids.2012

    • 著者名/発表者名
      T. Mandai, A. Matsumura, M. Imanari, K. Nishikawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem.

      巻: B116 ページ: 2090-2095

    • DOI

      DOI:10.1021/jp211114h

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison between Cycloalkyl- and n-Alkyl-Substituted Imidazolium-Based Ionic Liquids in Physicochemical Properties, Reorientational Dynamics.2012

    • 著者名/発表者名
      T. Mandai, H. Masu, M. Imanari, K. Nishikawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem.

      巻: B116 ページ: 2059-2064

    • DOI

      DOI:10.1021/jp210273q

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cation and Anion Dynamics in Supercooled and Glass States of the Ionic Liquid 1-Butyl-3- methylimidazolium Hexafluorophosphate: Results from C^^<13>, P^^<31> and F^^<19> NMR Spectroscopy.2012

    • 著者名/発表者名
      T. Endo, S. Widgeon, S. Sen, K. Nishikawa
    • 雑誌名

      Phys. Rev.

      巻: B85 ページ: 054307-1-9

    • DOI

      DOI:10.11103/PhysRevB.85.054307

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ゆらぎで観た溶液科学2012

    • 著者名/発表者名
      西川恵子,森田剛
    • 雑誌名

      Molecular Science

      巻: 6 ページ: A0054-1-9

    • URL

      https://www.jstage.jst.go.jp/article/molsci/6/1/6_A0054/_article/-char/ja/

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal polymorphism of a room-temperature ionic liquid, 1,3-dimethylimidazolium hexafluorophosphate: Calorimetric and structural studies of two crystal phases having melting points of -50K difference.2011

    • 著者名/発表者名
      T. Endo, T. Morita, and K. Nishikawa
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett.

      巻: 517 ページ: 162-165

    • DOI

      DOI:10.1016/j.cplett.2011.10.040

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Correlation between Hydrocarbon Flexibility and Physicochemical Properties for Cyclohexyl-imidazolium Based Ionic Liquids Studied by H^^1 and C^^<13> NMR.2011

    • 著者名/発表者名
      T. Mandai, M. Imanari, and K. Nishikawa
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett.

      巻: 507 ページ: 100-104

    • DOI

      DOI:10.1016/j.cplett.2011.03.075

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Resolution Calorimetry on Thermal behavior of Glycerol (1): Glass transition, crystallization and Melting, and Discovery of a Solid-Solid transition.2011

    • 著者名/発表者名
      K. Sou, K. Nishikawa, Y. Koga, K. Tozaki
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett.

      巻: 506 ページ: 217-220

    • DOI

      DOI:10.1016/j.cplett.2011.03.043

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Methylation at Position 2 of Cation Ring on Rotational Dynamics of Imidazolium- based Ionic Liquids Investigated by NMR Spectroscopy: [C4mim]Br vs [C4C1mim]Br.2011

    • 著者名/発表者名
      T. Endo, M. Imanari, H. Seki, K. Nishikawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem.

      巻: A115 ページ: 2999-3005

    • DOI

      DOI:10.1021/jp200635h

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Is a Methyl Group always Hydrophobic? : Hydrophilicity of Trimethylamine-N-oxide, Tetramethyl Urea and Tetramethylammonium Ion.2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Koga, P. Westh, K. Nishikawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem.

      巻: B115 ページ: 2995-3002

    • DOI

      DOI:10.1021/jp108347b

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Methylation at the 2 Position of the Cation Ring on Phase Behaviors and Conformational Structures of Imidazolium-Based Ionic Liquids.2010

    • 著者名/発表者名
      T. Endo, T. Kato, K. Nishikawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem.

      巻: B114 ページ: 9201-9208

    • DOI

      DOI:10.1021/jp104123v

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microscopic Study of Ionic Liquid-H_2O Systems: Alkyl-Group Dependence of 1-Alkyl-3- Methylimidazolium Cation.2010

    • 著者名/発表者名
      T. Masaki, K. Nishikawa, H. Shirota
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem.

      巻: B114 ページ: 6323-6331

    • DOI

      DOI:10.1021/jp1017967

    • 査読あり
  • [雑誌論文] NMR study on relationships between reorientational dynamics and phase behaviour of room-temperature ionic liquids: 1-alkyl-3- methylimidazolium cations.2010

    • 著者名/発表者名
      M. Imanari, , K. Nishikawa
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 12 ページ: 2959-2967

    • DOI

      DOI:10.1039/b922931k

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase Behaviors of Room Temperature Ionic Liquid Linked with Cation Conformational Changes: 1-Butyl-3-methylimidazolium Hexafluorophosphate.2010

    • 著者名/発表者名
      T. Endo, T. Kato, K. Tozaki, K. Nishikawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem.

      巻: B 114 ページ: 407-411

    • DOI

      DOI:10.1021/jp909256j

    • 査読あり
  • [雑誌論文] イオン液体はなぜ結晶化しにくいのか-相転移を司る超低速ダイナミクスに迫る-2010

    • 著者名/発表者名
      今成司,関宏子,西川恵子
    • 雑誌名

      現代化学9月号

      ページ: 30-33

  • [雑誌論文] Hydrophobicity/Hydrophilicity of 1-Butyl-2,3-dimethyl and 1-Ethyl-3-methylimodazolium Ions: Towards Characterization of Room Temperature Ionic Liquids.2009

    • 著者名/発表者名
      H. Kato, , K. Nishikawa, Y. Koga
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem.

      巻: B113 ページ: 14754-14760

    • DOI

      DOI:10.1021/jp907804a

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermodynamic Study on Phase Transitions of Poly(benzyl methacrylate) in Ionic Liquids Solvent.2009

    • 著者名/発表者名
      T. Ueki, T. Morita,K. Nishikawa, M. Watanabe
    • 雑誌名

      Pure & Applied Chem.

      巻: 81 ページ: 1829-1841

    • DOI

      DOI:10.1351/PAC-CON-08-09-04

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spectrum of Excess Partial Molar Absorptivity I : Near Infrared Depectroscopic Study of Aqueous Acetonitrile and Acetone.2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Koga, F. Sebe, 略, K. Nishikawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem.

      巻: B 113 ページ: 11928-11935

    • DOI

      DOI:10.1021/jp901934c

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Melting and Crystallization Behaviors of an Ionic Liquid, 1-Isopropyl-3-methylimidazolium Bromide, Studied by Using Nanowatt-Stabilized Differential Scanning Calorimetry.2009

    • 著者名/発表者名
      K. Nishikawa, S. Wang, T. Endo, K. Tozaki
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 82(7) ページ: 806-812

    • DOI

      DOI:10.1246/bcsj.82.806

    • 査読あり
  • [学会発表] ゆらぎの構造化学の開拓と展開2012

    • 著者名/発表者名
      西川恵子
    • 学会等名
      (日本化学会賞受賞講演)日本化学会第92回春期年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学
    • 年月日
      2012-03-26
  • [学会発表] Phase Behaviors of Ionic Liquids ---Unique Macroscopic Phenomena Caused by Microscopic Structural Changes and Cooperative Slow Dynamics---2011

    • 著者名/発表者名
      K. Nishikawa (Keynote Speaker)
    • 学会等名
      4^<th> International Congress on Ionic Liquids
    • 発表場所
      Washington DC, USA
    • 年月日
      2011-06-16
  • [学会発表] Unique Phenomena Caused by Microscopic Structural Changes of Ions2010

    • 著者名/発表者名
      Keiko Nishikawa (Invited) 239^<th> American Chemical Society National Meeting & Exposition; Symposium on
    • 学会等名
      Physical Chemistry of Ionic Liquids
    • 発表場所
      San Francisco USA
    • 年月日
      2010-03-25
  • [学会発表] 熱物性からみたイオン液体-ミクロな構造変化がもたらすユニークな物性-2009

    • 著者名/発表者名
      西川恵子
    • 学会等名
      第32回溶液化学シンポジウム(特別講演)
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2009-11-19
  • [学会発表] イオン液体の相変化のメカニズム-ミクロとマクロの協奏的構造変化-2009

    • 著者名/発表者名
      西川恵子
    • 学会等名
      第3回分子科学会(招待講演)
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2009-09-21
  • [図書] 編著丸善2012

    • 著者名/発表者名
      西川恵子,大内幸雄,伊藤敏幸,渡邉正義大野弘幸
    • 総ページ数
      374
    • 出版者
      イオン液体の科学-新世代液体への挑戦-
  • [備考]

    • URL

      http://stchem.phys.s.chiba-u.ac.jp/index.html

URL: 

公開日: 2014-08-29  

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