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2014 年度 実績報告書

分析化学に資する新規な磁気効果の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 26288066
研究機関大阪大学

研究代表者

渡會 仁  大阪大学, ナノサイエンスデザイン教育研究センター, 招へい教授 (30091771)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
キーワード磁気化学効果 / 磁気光学効果 / 磁気泳動法 / 界面磁気分析 / 微粒子磁気分析
研究実績の概要

平成26年度の研究計画に従い以下の研究を行った。
1.新磁気化学効果の開拓;①最も基本的なβージケトン構造を有するアセチルアセトンの互変異性反応速度に及ぼす磁場(1.6T)の影響を検討した。エノール型の割合が多いアセチルアセトンの気体を水溶液および水ー有機混合溶媒に素早く溶解し、ケト型へ変化する速度をUV領域の吸光度の減少より測定したが、磁場の影響は極めて小さいことがわかった。2.表面プラズモン結合発光( SPCE)に及ぼす磁場の影響を検討した。測定には、ローダミンBを用い、半円ガラスプリズム上に蒸着した金薄膜にその蛍光色素を低濃度で付着させ、532 nmのレーザー励起により連続的に SPCE蛍光を発光させ、 3Tまでのパルス磁場(発生時間 1ms)の印加による蛍光の強度と偏光状態の変化を、偏光子とPM検出器を用いて測定した。その結果、金の蒸着膜とCoの蒸着膜が共に存在すると、SPECがパルス磁場により増強されることを発見した。これは、磁気プラズモン効果がSPCEにより検出された初めての例である。
3.大気中における強磁性微粒子の自由落下速度への磁場の影響を、CCDカメラの画像解析から検討した結果、単純な測定ではあるが、大気中で磁性微粒子の磁化特性を評価することが可能であることがわかった。また、反磁性微粒子の磁化率の測定法として、「ゼロ速度磁気泳動法」を完成させた。
4.マイクロエマルション系中のポルフィリンの会合反応が、共存するキラル分子のキラリティーを認識することを明らかにした。
5.ガラスプリズムと溶液の界面におけるKerr効果を測定するための光学系と検出系を自作した。磁場は永久磁石により印加した。磁性ナノ粒子の磁化特性の評価を試みた。

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

ケト-エノール互変異性への磁場効果が、極めて小さいことが示された。一方、アキラルなポルフィリンの会合体生成が、キラル認識に利用できることを明らかにした。また、「ゼロ速度解析法」を完成した。

今後の研究の推進方策

今後は、以下の点を重点的に推進する。
1.磁気泳動法の有効な活用法を開発する。微粒子状にした磁性金属錯体の磁化率を評価する方法を開発する。さらに、磁気泳動法を原理とするクロマトグラフ的手法の開発を行う。
2.磁気光学効果のより広範な応用を目指す。すなわち、直線二色性、磁気円二色性、ファラデー効果、および磁気Kerr効果の分析化学的利用を開発する。

次年度使用額が生じた理由

26年度は、初年度であるために、様々な試みの研究を行った結果、磁性ナノ粒子の分散液を試料とする磁気光学効果の測定において新現象を発見した。これをさらに深く研究するために、新たな装置の自作が必要となり、その準備に時間を要した。27年度に、新磁気光学現象を測定するための装置を製作する。その費用として使用する。

次年度使用額の使用計画

磁性ナノ粒子の分散液を試料として、その金属イオンとの反応性を詳細に調べ、さらに磁気直線二色性、磁気円二色性、ファラデー効果およびKerr効果を測定するための装置、器具類を整備する。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Zero-velocity magnetophoretic method for the determination of particle magnetic susceptibility2014

    • 著者名/発表者名
      Watarai, Hitoshi; Duc, Hoang Trong Tien; Lan, Tran Thi Ngoc; Zhang, Tianyi; Tsukahara, Satoshi
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 30 ページ: 745-749

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Total internal reflection magneto-optical detection of dysprosium(III) ions adsorbed at liquid-liquid interface2014

    • 著者名/発表者名
      Watarai, Hitoshi; Gangopadhyay, Palash; Norwood, Robert A.; Peyghambarian, Nasser
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 43 ページ: 1651-1652

    • DOI

      10.1246/cl.140566

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Interfacial molecular aggregation in solvent extraction systems2014

    • 著者名/発表者名
      Watarai, Hitoshi
    • 雑誌名

      Ion Exchange & Solvent Extraction

      巻: 21 ページ: 159-19

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Induced optical chirality of porphyrin J-aggregates with 2-alkyl alcohol in a microemulsion system2014

    • 著者名/発表者名
      Watarai, Hitoshi; Hiramatsu, Fumie; Duc, Hoang Trong Tien; Lan, Tran Thi Ngoc
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 43 ページ: 1257-1259

    • DOI

      10.1246/cl.140366

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] サニャック干渉法による磁性ナノ粒子溶液の磁気複屈折測定2014

    • 著者名/発表者名
      渡會 仁、Chen Siyu
    • 学会等名
      第63回日本分析化学会年会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
  • [学会発表] Novel Magnetic and Optical Measurements of Liquid-Liquid Interfacial Reactions2014

    • 著者名/発表者名
      Watarai, Hitoshi
    • 学会等名
      International Solvent Extraction Conference
    • 発表場所
      Wurtzburg, Germany
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-11
  • [学会発表] 強磁性微粒子の自由落下速度に及ぼす磁気力の影響2014

    • 著者名/発表者名
      渡會 仁、Fan Rong
    • 学会等名
      第74回分析化学討論会
    • 発表場所
      郡山
    • 年月日
      2014-05-24 – 2014-05-25

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公開日: 2016-06-01  

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