| 研究課題/領域番号 |
21K18944
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分32:物理化学、機能物性化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 公益財団法人高輝度光科学研究センター |
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研究代表者 |
片山 哲夫 公益財団法人高輝度光科学研究センター, XFEL利用研究推進室, 主幹研究員 (90648073)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| キーワード | 核波束 / X線溶液散乱 / X線発光分光 / X線自由電子レーザー / 分子動画 / 溶媒和 / ダイナミクス / 光反応 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、X線自由電子レーザーの特性を生かして溶液中のポリピリジン銅（I）錯体分子の光誘起擬ヤーン・テラー構造変化を原子分解能で直接観測し、励起された分子がポテンシャルエネルギー面上を移動する軌跡を実験的にマッピングした。逆格子空間に投影された系の構造変化を直接観察する時間分解X線溶液散乱を活用することで錯体（溶質）と第一配位圏に存在する周囲の溶媒分子（アセトニトリル）の構造変化をサブオングストロームの分解能で追跡することができた。これにより、溶質分子と周囲の溶媒分子がお互いにどのような影響を及ぼし合いながら構造変化が進行するのか、そのメカニズムを原子レベルで解明した。
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| 自由記述の分野 |
光化学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
溶液中では、反応物となる溶質だけでなく周囲に存在する溶媒が光反応に顕著な影響を及ぼすことは溶媒和効果として良く知られた現象である。しかし、原子レベルの動きとして溶質の構造変化が周囲にある溶媒分子をどのように動かすのか、また動いた溶媒分子が逆に溶質のダイナミクスにどのような影響を及ぼすのかについてはこれまでほとんど分かっていなかった。本研究の成果は時間分解X線溶液散乱がこの学術的な問いに答える有力な手法であることを示した。
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