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2015 年度 実施状況報告書

粗面および微粒子表面の吸着分子配向を解明する新しい拡散反射測定・解析法の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 26620118
研究機関京都大学

研究代表者

長谷川 健  京都大学, 化学研究所, 教授 (30258123)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード粗表面 / 拡散反射 / 表面吸着種 / 表面選択律 / 赤外分光法 / 微粒子
研究実績の概要

分光分析による吸着分子の分子配向解析は平滑な平面上でのみ可能で,粗面や微粒子の表面は分光学的な解析の対象になっていない.これは,粗表面で成り立つ表面選択律がないからである.本研究では,粗面や粉末試料の反射スペクトルで吸着分子のキャラクタリゼーションを可能にするため,新しい測定法を開発し表面選択律を解明する.従来の拡散反射法は,高感度性を狙って大きな立体角で測定することが当たり前となり,入射角という概念が失われていた.また,拡散の過程で偏光が解消するため偏光を使うことも無駄と考えられてきた.本研究では旧来の観念を覆して入射角を既定した二重偏光測定法を提案した.また,それを用いて反射光に含まれる正反射および拡散反射成分を分離して議論することができた.さらに,電磁気学的な基礎に立った解析との比較も行い,粗表面での吸着分子配向解析に初めて道を開くことができた.

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

基礎理論の構築と,s偏光フィルターによる実験での成功により,予定通り粗表面に吸着した小分子の分子配向を議論できる,表面選択律の解明が実施できた.

今後の研究の推進方策

基礎的な検討は予定通りまとめることができ,論文にもすることができた.一方,当初目標としていた「粒径を制御した微粒子表面コーティング構造の解析と色素増感太陽電池への応用展開」については応用の矛先を広げ,このところ新たに動き出した次世代の蓄電池となり得るフッ素系蓄電池の解析に取り組む方針を考えている.我々は含フッ素有機化合物の物性を一次構造から読み解く新しい学理の構築にも取り組んでおり,これと組み合わせることで,より本研究の成果を拡大していく.

次年度使用額が生じた理由

実験に使用予定の1/4波長版の規格が新しいものになるという知らせを受け,古いものを購入するよりも新しい規格のものを購入するまで待った方が得策と判断したため.

次年度使用額の使用計画

新規格の波長板が28年度前半に発売される予定であるため,時季を見てただちに導入を進める.

  • 研究成果

    (57件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 謝辞記載あり 9件) 学会発表 (46件) (うち招待講演 15件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Characterization of Adsorbed Molecular Water on the Surface of a Stretched Polytetrafluoroethylene Tape Analyzed by 1H NMR2016

    • 著者名/発表者名
      Chihiro Wakai, Takafumi Shimoaka, and Takeshi Hasegawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 120 ページ: 2538-2543

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.5b11276

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis of a Distinct Water Dimer inside Fullerene C702016

    • 著者名/発表者名
      Rui Zhang, Michihisa Murata, Tomoko Aharen, Atsushi Wakamiya, Takafumi Shimoaka, Takeshi Hasegawa and Yasujiro Murata
    • 雑誌名

      Nature Chem.

      巻: in press ページ: unknown

    • DOI

      10.1038/NCHEM.2464

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] In-Situ Observation of a Self-Assembled Monolayer Formation of Octadecyltrimethoxysilane on a Silicon Oxide Surface Using a High-Speed Atomic Force Microscope2016

    • 著者名/発表者名
      Junji Iwasa, Kazuhisa Kumazawa, Kazumasa Aoyama, Hiroshi Suzuki, Shingo Norimoto, Takafumi Shimoaka, and Takeshi Hasegawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 120 ページ: 2807-2813

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.5b11460

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] グリシン,ジグリシン,トリグリシンを含む脂肪酸誘導体によるポリグリシン II構造の形成2016

    • 著者名/発表者名
      野田卓夢,近藤沙南,荷堂清香,長谷川健,山田哲弘
    • 雑誌名

      高分子論文集

      巻: 73 ページ: 69-75

    • DOI

      10.1295/koron.2015-0059

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 1H NMR Analysis of Water Freezing in Nanospace Involved in a Nafion Membrane2015

    • 著者名/発表者名
      Chihiro Wakai, Takafumi Shimoaka,Takeshi Hasegawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 119 ページ: 8048-8053

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.5b03568

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A New Schematic of Poly(3-alkylthiophene) in an Amorphous Film Studied by Using a Novel Structural Index on Infrared Spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Nobutaka Shioya, Takafumi Shimoaka, Kazuo Eda, Takeshi Hasegawa
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 17 ページ: 13472-13479

    • DOI

      10.1039/C5CP01024A

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Understanding of the intrinsic difference between normal- and perfluoro-alkyl compounds toward total understanding of material properties2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hasegawa
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett.

      巻: 627 ページ: 64-66

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2015.03.046

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An Origin of Complicated Infrared Spectra of Perfluoroalkyl Compounds Involving a Normal Alkyl Group2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hasegawa, Takafumi Shimoaka, Yuki Tanaka, Nobutaka Shioya, Kohei Morita, Masashi Sonoyama, Hideki Amii, Toshiyuki Takagi, Toshiyuki Kanamori
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 44 ページ: 834-836

    • DOI

      10.1246/cl.150198

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hydration Structure of the Strongly Bound Water on the Sulfonic Acid Group in a Nafion Membrane Studied by Infrared Spectroscopy and Quantum Chemical Calculation2015

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Shimoaka, Chihiro Wakai, Terumi Sakabe, Satoru Yamazaki, Takeshi Hasegawa
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 17 ページ: 8843 -- 8849

    • DOI

      10.1039/C5CP00567A

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 競合する凝集性官能基を含むパーフルオロアルキル化合物の水面上と水中での凝集構造の相違2016

    • 著者名/発表者名
      鵜飼裕紀,下赤卓史,野田卓夢,山田哲弘,長谷川健
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学田辺キャンパス
    • 年月日
      2016-03-27
  • [学会発表] 光学等方性薄膜のBerreman効果を利用した赤外pMAIRS測定条件の実験的最適化2016

    • 著者名/発表者名
      塩谷暢貴,乗本真吾,泉直毅,波田美耶子,下赤卓史,長谷川健
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学田辺キャンパス
    • 年月日
      2016-03-27
  • [学会発表] PTFEに強く吸着した水分子のNMR解析2016

    • 著者名/発表者名
      若井千尋,下赤卓史,長谷川健
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学田辺キャンパス
    • 年月日
      2016-03-27
  • [学会発表] 赤外pMAIRS法およびGIXD法によるポルフィリン半導体薄膜の構造異方性解析2016

    • 著者名/発表者名
      波田 美耶子,塩谷 暢貴,下赤 卓史,枝 和男,長谷川 健
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学田辺キャンパス
    • 年月日
      2016-03-27
  • [学会発表] GM1含有平面膜が誘起するアミロイドβ線維形成過程の観察2016

    • 著者名/発表者名
      安盛花季,西原昌哉,松原輝彦,下赤卓史,長谷川健,佐藤智典
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学田辺キャンパス
    • 年月日
      2016-03-26
  • [学会発表] Nafion膜に含まれる水分子とスルホン酸基の 相互作用に関する新たな描像2016

    • 著者名/発表者名
      下赤卓史,若井千尋,長谷川健
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学田辺キャンパス
    • 年月日
      2016-03-25
  • [学会発表] ペンタセン/フラーレン薄膜界面での光誘起電荷担体生成の定量的評価2016

    • 著者名/発表者名
      中尾 一登,マーディー リチャード,波田 美耶子,塩谷 暢貴,下赤 卓史,長谷川 健,佐藤 直樹
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学田辺キャンパス
    • 年月日
      2016-03-24
  • [学会発表] ブルーの水素イオン指数に応じた構造の推定2016

    • 著者名/発表者名
      島田透,長谷川健
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学田辺キャンパス
    • 年月日
      2016-03-24
  • [学会発表] 自己組織化単分子膜(SAM)を利用した低環境負荷型表面修飾剤の開発2016

    • 著者名/発表者名
      三枝栄子,山手太軌,熊澤和久,鈴木啓之,長谷川健
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学田辺キャンパス
    • 年月日
      2016-03-24
  • [学会発表] 赤外pMAIRS法を用いた有機半導体薄膜の構造異方性解析2016

    • 著者名/発表者名
      塩谷暢貴,波田 美耶子、下赤 卓史、枝 和男、長谷川 健
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東工大大岡山
    • 年月日
      2016-03-20
  • [学会発表] 含フッ素有機化合物のマクロおよび一分子の物性2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川健
    • 学会等名
      第15回 高分子材料研究会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 年月日
      2016-03-18
    • 招待講演
  • [学会発表] Experimental Optimization of IR pMAIRS Using A New Analytical Concept2016

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hasegawa, Nobutaka Shioya, Shingo Noriomoto, Naoki Izumi, Miyako Hada, Takafumi Shimoaka
    • 学会等名
      The Pittsburgh Conference 2016
    • 発表場所
      Atlanta, GA, USA
    • 年月日
      2016-03-08
  • [学会発表] フッ素化合物の物性の統一的理解に向けた物理化学2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川健
    • 学会等名
      第1回「フッ素のロマンを語る」会
    • 発表場所
      大阪市
    • 年月日
      2016-02-23
    • 招待講演
  • [学会発表] フッ素科学の新学理構築に向けた赤外分光法での取り組み2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川健
    • 学会等名
      2015年度日本分光学会北海道支部シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2016-01-27
    • 招待講演
  • [学会発表] パーフルオロアルキル化合物のバルク物性を一次構造から理解する2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川健
    • 学会等名
      第18回生命化学研究会
    • 発表場所
      長崎県南島原市
    • 年月日
      2016-01-08
    • 招待講演
  • [学会発表] An origin of complicated infrared spectra of perfluoroalkyl compounds involving a normal alkyl group2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hasegawa, Takafumi Shimoaka, Yuki Tanaka, Nobutaka Shioya, Kohei Morita, Masashi Sonoyama, Hideki Amii, Toshiyuki Takagi, Toshiyuki Kanamori
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Honolulu, HI, USA
    • 年月日
      2015-12-16
    • 招待講演
  • [学会発表] 簡便なスピンコート法による高度に配向した機能性薄膜の作製2015

    • 著者名/発表者名
      塩谷暢貴,波田美耶子,下赤卓史,枝和男,長谷川健
    • 学会等名
      第25回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2015-12-09
  • [学会発表] Physical Characters of Perfluoroalkyl Group Induced by Dipole Moment2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hasegawa, T. Shimoaka , Y. Tanaka, K. Morita , M. Sonoyama , T. Takagi, T. Kanamori
    • 学会等名
      第25回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2015-12-08
  • [学会発表] パーフルオロアルキル化合物のバルク物性を理解するゼロ次近似モデルと物理化学的考察2015

    • 著者名/発表者名
      長谷川健
    • 学会等名
      群馬大学大学院理工学府セミナー
    • 発表場所
      群馬県桐生市
    • 年月日
      2015-10-30
    • 招待講演
  • [学会発表] 走査型蛍光X線元素イメージングにおける主成分分析法の適用可能性2015

    • 著者名/発表者名
      松野 剛士,会田翔太,長谷川健,辻幸一
    • 学会等名
      第51回X線分析討論会
    • 発表場所
      姫路
    • 年月日
      2015-10-29
  • [学会発表] Dipole Interactive Property of a Perfluoroalkyl Group Studied by Surface Potential Measurements of a Langmuir Monolayer on Water2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hasegawa
    • 学会等名
      Seminar of Chemistry Department at University of Miami
    • 発表場所
      University of Miami, FL, USA
    • 年月日
      2015-10-01
    • 招待講演
  • [学会発表] 赤外分光法と多変量解析による水-エチレングリコール混合溶液の不凍メカニズムの解明2015

    • 著者名/発表者名
      下赤 卓史,長谷川健
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会2015
    • 発表場所
      東工大大岡山
    • 年月日
      2015-09-19
  • [学会発表] 炭化水素とパーフルオロアルキル化合物を 見比べる新しい物理化学的視点2015

    • 著者名/発表者名
      長谷川 健
    • 学会等名
      第38回フッ素化学討論会
    • 発表場所
      東京日本橋公会堂
    • 年月日
      2015-09-17
    • 招待講演
  • [学会発表] 赤外MAIRS法によるチエノチオフェンを含む高分子有機半導体薄膜の構造異方性解析2015

    • 著者名/発表者名
      塩谷 暢貴,下赤 卓史,長谷川 健
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2015-09-16
  • [学会発表] 可視MAIRS法を用いたポルフィリン系半導体薄膜の構造異方性解析2015

    • 著者名/発表者名
      波田 美耶子,塩谷 暢貴,下赤 卓史,枝 和男,長谷川 健
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2015-09-16
  • [学会発表] 直鎖パーフルオロデシル基および直鎖パーフルオロオクチル基を有するカルボン酸の単結晶X 線構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      岡村 岳,右手浩一, 長谷川健, 森田康平, 園山正史, 高木俊之, 金森敏幸
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2015-09-15
  • [学会発表] パーフルオロアルキル鎖長の異なるフルオロアクリレート薄膜の赤外分光法による解析2015

    • 著者名/発表者名
      泉直毅,下赤 卓史,福本 可奈子,山本 育男,長谷川 健
    • 学会等名
      日本分析化学会第64年会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2015-09-12
  • [学会発表] 競合する凝集性官能基を含むパーフルオロ化合物の分子間相互作用メカニズムの検討2015

    • 著者名/発表者名
      鵜飼裕紀,下赤卓史,野田卓夢,山田哲弘,長谷川健
    • 学会等名
      第66回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2015-09-12
  • [学会発表] 疎水鎖末端をパーフルオロアルキル基に置換したDMPC二分子膜のゲル-液晶相転移挙動と構造2015

    • 著者名/発表者名
      森田康平,高橋浩,網井秀樹,高木俊之,金森敏幸,長谷川健,園山正史
    • 学会等名
      第66回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2015-09-12
  • [学会発表] テフロンに吸着した水分子の 静的・動的状態のNMR解析2015

    • 著者名/発表者名
      若井千尋,下赤卓史,長谷川健
    • 学会等名
      第66回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2015-09-12
  • [学会発表] 結晶相によるパーフルオロアルキル化合物の凝集構造の違い:Langmuir膜の表面電位測定による解析2015

    • 著者名/発表者名
      田中悠基,下赤卓史,森田康平,園山正史,高木俊之,金森敏幸,長谷川健
    • 学会等名
      第66回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2015-09-12
  • [学会発表] 可視MAIRS法を用いた ポルフィリン系半導体薄膜の 構造異方性解析2015

    • 著者名/発表者名
      波田美耶子,塩谷暢貴,下赤卓史,枝和男,長谷川健
    • 学会等名
      第66回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2015-09-12
  • [学会発表] グリシン型両親媒性分子が作る会合体中の水素結合構造の検討2015

    • 著者名/発表者名
      野田卓夢,近藤沙南,荷堂清香,長谷川健,山田哲弘
    • 学会等名
      第66回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2015-09-12
  • [学会発表] 界面の振動分光学から見た炭化水素鎖と パーフルオロアルキルの違い2015

    • 著者名/発表者名
      長谷川健
    • 学会等名
      日本分析化学会第64年会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2015-09-11
    • 招待講演
  • [学会発表] Application of PCA for X-ray Fluorescence Mapping2015

    • 著者名/発表者名
      Shota Aida, Tsuyoshi Matsuno, Takeshi Hasegawa, Kouichi Tsuji
    • 学会等名
      RSC Tokyo International Conference
    • 発表場所
      幕張
    • 年月日
      2015-09-03
  • [学会発表] 多変量解析の基礎と赤外スペクトルの定量解析2015

    • 著者名/発表者名
      長谷川健
    • 学会等名
      資生堂講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2015-08-23
    • 招待講演
  • [学会発表] パーフルオロアルキル化合物のバルク物性を分子構造から理解する2015

    • 著者名/発表者名
      長谷川健
    • 学会等名
      福岡大学講演会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2015-08-04
  • [学会発表] IMPROVEMENT OF SPATIAL RESOLUTION OF CONFOCAL MICRO-XRF IMAGES USING PRINCIPAL COMPONENT ANALYSIS2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hasegawa
    • 学会等名
      The International Centre for Diffraction Data
    • 発表場所
      Denver, USA
    • 年月日
      2015-08-03
    • 招待講演
  • [学会発表] Study of molecular structural control in an organic semiconductor thin film by using IR pMAIRS2015

    • 著者名/発表者名
      Nobutaka Shioya, Takafumi Shimoaka, Takeshi Hasegawa
    • 学会等名
      The 8th International Confenece on Advanced Vibrational Spectroscopy
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      2015-07-15
  • [学会発表] Spectroscopic study of perfluoroalkyl compounds involving a normal alkyl group2015

    • 著者名/発表者名
      Yuki Tanaka, Takafumi Shimoaka, Nobutaka Shioya, Kohei Morita, Masashi Sonoyama, Hideki Amii, Toshiyuki Takagi, Toshiyuki Kanamori, Takeshi Hasegawa
    • 学会等名
      The 8th International Confenece on Advanced Vibrational Spectroscopy
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      2015-07-15
  • [学会発表] Chemical Structural Analysis of an Antifreeze Solution by Using Infrared Spectroscopy with an Aid of Chemometrics2015

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Shimoaka, Takeshi Hasegawa
    • 学会等名
      The 8th International Confenece on Advanced Vibrational Spectroscopy
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      2015-07-14
  • [学会発表] The Stratified Dipole-Arrays (SDA) Model toward Unified Understanding of Bulk Properties of Perfluoroalkyl Compounds Studied by Infrared Spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hasegawa, Takafumi Shimoaka, Yuki Tanaka, Nobutaka Shioya, Kohei Morita, Masashi Sonoyama, Toshiyuki Takagi, Toshiyuki Kanamori
    • 学会等名
      The 8th International Confenece on Advanced Vibrational Spectroscopy
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      2015-07-13
    • 招待講演
  • [学会発表] A powerful tool for revealing molecular orientation in an ultrathin film: MAIRS on FT-IR2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hasegawa
    • 学会等名
      Thermo-Fischer Scientific Webinar
    • 発表場所
      on the web
    • 年月日
      2015-05-27
    • 招待講演
  • [学会発表] パーフルオロアルキル化合物の物性理解2015

    • 著者名/発表者名
      長谷川健
    • 学会等名
      FT-IR・ラマン ユーザーズフォーラム2015
    • 発表場所
      東京コンファレンスセンター品川
    • 年月日
      2015-05-21
    • 招待講演
  • [学会発表] 高分子有機半導体のface-on配向の化学的起源2015

    • 著者名/発表者名
      塩谷暢貴,長谷川健
    • 学会等名
      FT-IR・ラマン ユーザーズフォーラム2015
    • 発表場所
      東京コンファレンスセンター品川
    • 年月日
      2015-05-21
  • [学会発表] パーフルオロポリマーに吸着した水の解析2015

    • 著者名/発表者名
      長谷川健
    • 学会等名
      15-1NMR研究会
    • 発表場所
      積水化学工業株式会社 京都研究所
    • 年月日
      2015-05-15
    • 招待講演
  • [図書] Recent Progress in Surface and Colloids Chemistry with Biological Applications2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hasegawa
    • 総ページ数
      25
    • 出版者
      American Chemical Society
  • [図書] 高分子赤外・ラマン分光法2015

    • 著者名/発表者名
      長谷川健
    • 総ページ数
      25
    • 出版者
      講談社サイエンティフィク

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公開日: 2017-01-06  

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