光圧下におけるナノ物質の揺らぎ計測と反応制御

Material type: 文書・図像類

Author: 西山, 嘉男ほか

Publisher: -

Publication date: 2021-01-27

Material Format: Digital

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NDC: -

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Note (General)：: 金沢大学理工研究域物質化学系レーザーを小さく絞ることでできる光圧を利用すると、目で見えないような微粒子が摘めるなど、ミクロな物質の操作が実現されてきた。本研究では、拡散係数や熱膨張係数といった分子の揺らぎと直結する性質を光圧下で計測することによって、より小さなナノ物質である生体分子や分子集合体の揺ら...

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Material Type: 文書・図像類
Title: 光圧下におけるナノ物質の揺らぎ計測と反応制御
Author/Editor: 西山, 嘉男
Nishiyama, Yoshio
Author Heading: 西山, 嘉男
Nishiyama, Yoshio
Publication Date: 2021-01-27
Publication Date (W3CDTF): 2021-01-27
Alternative Title: Fluctuation measurement and reaction control of nanomaterials under optical pressure
光圧によるナノ物質操作と秩序の創生
Nano-Material Manipulation and Structural Order Control with Optical Forces
Periodical title: 令和2(2020)年度科学研究費補助金新学術領域研究(研究領域提案型) 研究実績の概要 = 2020 Research Project Summary
No. or year of volume/issue: 2019-04-01 – 2021-03-31
Volume: 2019-04-01 – 2021-03-31
Pages: 3p.-
Text Language Code: jpn
Subject Heading: 光圧
過渡回折格子法
揺らぎ
過渡回折格子測定
ナノ物質
Target Audience: 一般
Note (General): 金沢大学理工研究域物質化学系
レーザーを小さく絞ることでできる光圧を利用すると、目で見えないような微粒子が摘めるなど、ミクロな物質の操作が実現されてきた。本研究では、拡散係数や熱膨張係数といった分子の揺らぎと直結する性質を光圧下で計測することによって、より小さなナノ物質である生体分子や分子集合体の揺らぎに光圧がどのような効果をもたらしているのかを明らかにし、その揺らぎを制御することを目指す。
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。研究初年度である本年度では、過渡回折格子測定を光圧実験系と融合した測定系（光圧ＴＧ測定系）の構築に取り組んだ。この際、光圧環境にあるナノ物質をTG測定で選択的に検出するために、通常のレーザー集光による光圧ではなく、干渉縞により光圧を発生させる光学系を構築した。金ナノ粒子、銀ナノ粒子（直径５０ｎｍ）を対象とした回折実験によって、この光圧を導入した際に期待された粒子の濃度変調が確認され、光圧が機能することを実証できた。この光圧が金属ナノ粒子生成反応にもたらす効果を検証した。光還元による銀ナノ粒子生成反応にＴＧ測定を適用した結果、反応開始１ミリ秒以降で観測された粒径（直径＞１ｎｍ）の増加に関しては、光圧を導入することで促進されることが明らかとなった。また、光圧の干渉縞のパターンを変えることによりナノ粒子の成長を抑制できることも確認された。同様の実験を金ナノ粒子に対して行った結果、ナノ粒子反応の促進や抑制を同様に観測することができた。上記の結果によって、光圧によって金属ナノ粒子生成反応を制御できることが示されるとともに、光圧の効果がナノ粒子生成においてどのサイズから優位に現れるのかを明らかにすることができた。
研究課題/領域番号:19H04674, 研究期間(年度):2019-04-01 – 2021-03-31
出典：研究課題「光圧下におけるナノ物質の揺らぎ計測と反応制御」課題番号19H04674（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PUBLICLY-19H04674/）を加工して作成
DOI: 10.24517/00060257
Access Restrictions: 限定公開
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Data Provider (Database): 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）
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Original Data Provider (Database): 金沢大学 : 金沢大学学術情報リポジトリKURA