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2020 年度 実績報告書

光圧下におけるナノ物質の揺らぎ計測と反応制御

公募研究

研究領域光圧によるナノ物質操作と秩序の創生
研究課題/領域番号 19H04674
研究機関金沢大学

研究代表者

西山 嘉男  金沢大学, 物質化学系, 准教授 (40617487)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワード光圧 / 過渡回折格子法 / ナノ粒子 / 拡散
研究実績の概要

本研究では、溶液中における分子の拡散や熱力学量を短時間で定量できる過渡回折格子(TG)測定を光圧下で行うことにより、これらのダイナミクスが光圧によりどのような影響を受けるのかを明らかにする。研究期間初年度に構築した、過渡回折格子(TG)測定を光圧実験系と融合した測定系(光圧TG測定系)を金ナノ粒子、銀ナノ粒子分散水溶液に適用した結果、光圧の導入時には拡散信号の減衰速度に変化が観測され、さらに縞の位相とともに減衰速度を促進・抑制することができた。この光圧の効果は粒径の増加とともに顕著であり、理論的に予測される縞状ポテンシャル中の拡散挙動の変化をよく再現した。また、塩の添加とともに観測される銀ナノ粒子の会合反応系に対して適用すると、粒子の拡散過程だけでなく、会合体形成速度も増大することが観測され、光圧ポテンシャルによる局所的な粒子の濃縮が会合体形成を促進させることを実証した。
また、凝集誘起発光(AIE)を示すテトラフェニルエテン誘導体(TPEDC)の水溶液に光圧TG測定を適用した結果、pHの低下とともに形成するTPEDCの凝集体のサイズが、光圧によって増大、減少することが観測された。この光圧による変化は凝集体のサイズとともに顕著になる一方で、AIEが起こらない直径10nm程度の凝集体サイズに関しても有意な変化が観測された。この結果は、蛍光や散乱の強度が弱いナノ物質に対しても光圧による変化を検出できることを示しており、光圧TG測定の利点となる一面を実証することができた。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Molecular diffusion and aggregate formation of photoproducts from ketoprofen in aqueous solutions2022

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama Yoshio、Nagatani Hirohisa
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 795 ページ: 139511~139511

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2022.139511

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Size evaluation of gold nanoparticles using transient grating method with deep-UV excitation pulses2021

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama Yoshio、Sasai Ayame、Nagatani Hirohisa
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 778 ページ: 138763~138763

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2021.138763

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A light-switching pyrene probe to detect phase-separated biomolecules2021

    • 著者名/発表者名
      Hazawa Masaharu、Amemori Shogo、Nishiyama Yoshio、Iga Yoshihiro、Iwashima Yuki、Kobayashi Akiko、Nagatani Hirohisa、Mizuno Motohiro、Takahashi Kenji、Wong Richard W.
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 ページ: 102865~102865

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.102865

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase-stable optical activity measurement by common-path spectral interferometry2020

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama Yoshio、Ishikawa Shoichi、Nagatani Hirohisa
    • 雑誌名

      Optics Letters

      巻: 45 ページ: 5868~5868

    • DOI

      10.1364/OL.405066

  • [雑誌論文] Aggregation-Induced Emission of Water-Soluble Tetraphenylethene Derivatives at Polarized Liquid|Liquid Interfaces2020

    • 著者名/発表者名
      Nabara Makoto、Yamamoto Sho、Nishiyama Yoshio、Nagatani Hirohisa
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 36 ページ: 10597~10605

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.0c01962

  • [学会発表] 光化学反応による銀ナノ粒子生成過程の時間分解分光分析2021

    • 著者名/発表者名
      高 磨央, 西山 嘉男, 永谷 広久
    • 学会等名
      日本分析化学会第70年会
  • [学会発表] PAMAMデンドリマー共存下の液液界面におけるミトキサントロンのイオン移動反応挙動2021

    • 著者名/発表者名
      真下 隆都, 西山 嘉男, 永谷 広久
    • 学会等名
      日本分析化学会第70年会
  • [学会発表] Diffusion and aggregation of metallic nanoparticles under optical force2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Nishiyama
    • 学会等名
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 国際学会
  • [学会発表] 共通光路スペクトル干渉計測に基づく円二色性測定法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      西山 嘉男, 石川 翔一, 永谷 広久
    • 学会等名
      日本分析化学会第69年会
  • [学会発表] 液液界面をモ真下 隆都, 西山 嘉男, 永谷 広久デル反応場としたミトキサントロンの膜透過反応機構の検討2020

    • 著者名/発表者名
      真下 隆都, 西山 嘉男, 永谷 広久
    • 学会等名
      日本分析化学会第69年会

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公開日: 2022-12-28  

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