時空間パターン形成由来の螺旋ナノ構造体が持つキラル分子応答性の理解

了解源自时空图案形成的螺旋纳米结构的手性分子响应性

• 批准号: 21J14745
• 负责人: 安田 拓海
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J14745/
• 关键词: 自己組織化; 時空間パターン形成; 湿式処理; シリコン加工; 数値シミュレーション; Si溶解

本研究では、過酸化水素（H2O2）とPt粒子を用いるSi基板の湿式処理おいて形成するらせん状ポアに着目し、その構造体が持つ分子応答能を調査することを目的に設定している。当該年度では得られるらせん状ポアの形状制御に向けて、ポア形成の数値シミュレーションに取り組んだ。これまでの研究で、Pt粒子/Si基板の界面において発現する不均一な反応分布（時空間パターン）がらせん構造の形成に大きく寄与していることを見出している。この理解に基づき、本研究ではまず時空間パターンの再現を試みた。なお、この段階では簡単のため、溶解反応によるPt粒子の運動や、それによるポアの形成など、反応界面の移動は考慮していない。先行研究や実測データをもとに、反応物の物質収支や反応進行中の電極電位などを考慮して、ポア形成中に起きるSiの溶解反応/H2O2の還元反応を数式化した。これらの微分方程式を数値的に解くことで、質点系モデルにおいて各反応の基本的な挙動を再現した。また、この段階で、時空間パターン形成の主要因の一つである『H2O2還元に関する電流振動』を計算により模擬することに成功している。次に、構築したモデルを空間拡張し、時空間パターンのシミュレーションを試みた。ここでは、時空間パターンが発現する反応場をPt粒子の円周部、すなわち一次元のリングと簡略化し、この空間で計算を実施した。リングに沿った反応物の拡散や電位分布などを導入し、モデルを修正しつつ計算したところ、均一な反応分布しか得ることができなかった。得られた計算結果の解析により、本研究では簡略化のために無視した溶液中の電圧降下が不均一性の発現に大きく寄与することが示唆された。

This study で は, acidic water element (H2O2) と を Pt particles with い る Si substrate の wet 処 Richard お い て form す る ら せ ん shape ポ ア に mesh し, そ の constructs 応 が hold つ molecules can answer を survey す る こ と を purpose に set し て い る. When the annual で は have ら れ る ら せ ん shape ポ ア の shape suppression に to け て, ポ ア form の the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に group take り ん だ. こ れ ま で の study で, Pt particle/Si substrate interface に の お い て 発 now す る heterogeneity な anti 応 distribution (when space パ タ ー ン) が ら せ の ん structure formation に big き く send し て い る こ と を shows し て い る. <s:1> まず understand the basis of に づ に, in this study で まず まず time and space パタ を <e:1> <s:1> <s:1> を reproduction を try みた. な お, こ の Duan Jie で は Jane 単 の た め, dissolve the 応 に よ る の や, Pt particles そ れ に よ る ポ ア の form な ど 応 interface and anti の mobile は consider し て い な い. Leading research や be measured デ ー タ を も と に, anti 応 の material with 収 や の electrode potential in the reverse 応 な ど を consider し て, ポ ア formation of に き る Si の dissolved against 応 / H2O2 の is yuan against 応 を number type change し た. こ れ ら の に solution of differential equations on を several numerical く こ と で, particle system モ デ ル に お い て each reverse 応 の basic な 挙 dynamic を reappearance し た. ま た, こ の Duan Jie で, when space パ タ ー ン の main for の a つ で あ る "H2O2 also yuan に masato す る current vibration" を computing に よ り simulation す る こ と に successful し て い る. に, constructing し た モ デ ル company, zhang し を space, the space パ タ ー ン の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を try み た. こ こ で は, when space パ タ ー ン が 発 now す る game against 応 を Pt particle の has drifted back towards &yen; weeks department, す な わ ち a yuan の リ ン グ と brief し, こ spatial で の を be applied し た. リ ン グ に along っ た anti 応 content の scattered や potential distribution company な ど を import し, モ デ ル を correction し つ つ computing し た と こ ろ distribution, uniform な 応 し か must る こ と が で き な か っ た. Calculation result to ら れ た の parsing に よ り, this study で は briefly turn の た め に ignore し た solution の electric 圧 lowered が heterogeneity sex の 発 に now big き く send す る こ と が in stopping さ れ た.

项目成果

濃厚NH4F水溶液におけるSiの陽極酸化：二次元パターンの自己組織化とパターン上への電析

Si在浓NH4F水溶液中的阳极氧化：二维图案的自组装和图案上的电沉积

• 发表时间: 2023
• 作者: 安田拓海;邑瀬邦明;深見一弘
• 通讯作者: 深見一弘

ミュンヘン工科大学(ドイツ)

慕尼黑工业大学（德国）

NH4F浴を用いたSiの陽極酸化における二次元パターンの自己組織化形成

使用 NH4F 浴进行硅阳极氧化中二维图案的自组织形成

• 发表时间: 2021
• 作者: Daido Akito;Ikeda Yuhei;Yanase Youichi;安田拓海，中田昌宏，北田敦，邑瀬邦明，深見一弘
• 通讯作者: 安田拓海，中田昌宏，北田敦，邑瀬邦明，深見一弘

Effect of Convection on Chirality of Spatiotemporal Patterns Observed in the Reduction of Hydrogen Peroxide

对流对过氧化氢还原中观察到的时空模式手性的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Takumi Yasuda;Masahiro Nakata;Masayuki Miyamoto;Atsushi Kitada;Kuniaki Murase;and Kazuhiro Fukami
• 通讯作者: and Kazuhiro Fukami

Nonlinearity in the Mode Determination of the Chiral Spatiotemporal Pattern Observed in the H2O2 Reduction

H2O2 还原中观察到的手性时空模式模式测定中的非线性

• 发表时间: 2021
• 作者: Takumi Yasuda;Masahiro Nakata;Masayuki Miyamoto;Atsushi Kitada;Kuniaki Murase;and Kazuhiro Fukami
• 通讯作者: and Kazuhiro Fukami