| 研究課題/領域番号 |
25286009
|
|---|
| 研究機関 | 神戸大学 |
|---|
研究代表者 |
大西 洋 神戸大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (20213803)
|
|---|
| 研究分担者 |
天野 健一 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30634191)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| キーワード | 表面・界面 / 固液界面 / 液体構造 / 走査プローブ顕微鏡 / 統計力学 / 原子間力顕微鏡 / 結晶成長 / 鉱物学 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、固液界面に存在する「構造化した界面液体」の断面構造（界面垂直な平面にそった密度分布）を周波数変調方式の原子間力顕微鏡（FM-AFM）を使って計測することである。（1）固体表面が界面液体とどのように構造接続するか、および（2）界面液体がバルク液体とどのように構造接続するかを実験によって明らかにすることが目的である。同時に、計測に用いるAFM探針が計測結果におよぼす影響を統計力学にもとづくシミュレーションによって評価する。固体と液体の化学組成と分子構造という構造要素（サイズ0.1-1 nm）が、界面液体層の大域構造（サイズ1-10 nm）を規制するメカニズムを分子論的に解明して、複雑系の理解と制御を指向する新世代のサイエンスとテクノロジーにとって意義あるコンセプトを提案することをめざしている。
第二年次となる平成26年度には（1）結晶表面にナノメーターサイズの「みぞ」をもつサリチル酸結晶に接する有機溶媒の断面構造計測をおこなった。さまざまな分子形状（鎖状・球状など）もつ有機溶媒を使って、液体分子形状と固体表面の「みぞ」とのマッチングが界面液体の構造におよぼす影響を評価した。
また（2）炭酸カルシウム結晶（方解石）および粘土鉱物の表面構造を水中観察した。これらは天然に広く存在する鉱物であり、表面を構成する原子を水中で顕微鏡観察することは鉱物結晶の成長過程を理解する基礎となる。さらに炭酸カルシウムと粘土はともにイオン性の結晶であるが、前者の表面は原子サイズで凹凸をもち、後者の表面は平坦である。表面に存在する原子分子サイズの凹凸が接触する液体の構造におよぼす影響を評価する対象として次年度に利用することを想定している。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
3年を要する研究計画の第二年次として、固体表面の物理的形状（凹凸）が接触する液体の構造に伝搬する現象に焦点をあてて研究を展開した。研究のまとめとなる最終年次にむけて順調に進展している。
|
| 今後の研究の推進方策 |
これまでの研究では単一組成の液体を対象をしてきた。最終年次となる平成27年度には、二種類の有機溶媒を混合した液体を対象として研究を進める。界面液体の組成（二種溶媒の混合比）はバルク溶液と異なる可能性があり、FM-AFMだけではその組成を決定できないため、J-PARKにおける中性子反射率測定を併用して研究を進める。さらに統計力学にもとづいて界面液体構造の形成要因を明らかにする研究も進展させる。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
博士研究員人件費が当初予定より67,000円あまり少なかったために残額を平成27年度に繰越した。
|
| 次年度使用額の使用計画 |
平成27年度の博士研究員人件費に充てる。
|
| 備考 |
http://www.edu.kobe-u.ac.jp/sci-onishi/index-C.htmlは中国語によるページ
http://www.edu.kobe-u.ac.jp/sci-onishi/index-K.htmlは韓国語によるページ
|
