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界面選択的時間分解非線形分光法による電極界面の分子ダイナミクス

使用界面选择性时间分辨非线性光谱研究电极界面的分子动力学

基本信息

批准号：
21H01896
负责人：
二本柳聡史
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

2年目である22年度はより良い研究対象の探索に力点を置き研究を進めた。まず最も基本的な電解液の溶媒である水の定常測定に取り組んだ。水は水溶液系電気化学の溶媒であるばかりでなく水電解の基質でもあり電気化学分野において非常に重要な液体分子である。また、酸化物/水界面や水表面などの非電極界面においてSFGで活発に研究されていることから電極界面においても(電位によって)SFG活性があるものと期待できる。しかしながら、赤外領域の吸光係数が大きいため本研究で用いる外部反射配置測定の場合には透過率の大幅な減少があり測定が困難になることが予想された。この問題を回避するために重水で希釈した同位体希釈水（H2O:HOD:D2O＝１：８：１６）を用いた。これによりOH伸縮の吸収を20％に抑制することができ電気化学条件においても測定が可能となった。実際に電解質としてNa2SO4を含むHOD水溶液のHD-VSFG測定を行い、そのχ(2)スペクトルの取得に一部成功している。未だプレリミナリーではあるが、負電位において水素が電極に向いて配向したOHが観測される一方で、正電位ではOHがほとんど観測されないという非常に興味深い結果を得ている。この結果については学会発表している。一方、この系はHD-VSFG測定と電気化学測定を同時に成功させるのが難しい系であることが実験を進める中で分かってきた。現在、電気化学の確率がよくなる方法を模索している。また、電極界面の時間分解の前段階としてシリカ/水界面のフェムト時間分解スペクトル測定を行い、測定が可能であることを確認した。その他、芝浦工大との共同研究でSARS-CoV-2 Spike (N501Y) RBDの界面吸着に関する研究、北海道大学との共同研究で電極表面に構築した生体分子単分子層の構造に関する研究、東京大学との共同研究で高分子界面の研究を行った。

2 years of research, 22 years of good research, research and development The most basic electrolyte solvents are selected for the steady state determination of water. Water is a solvent for electrochemistry. Water is a matrix for electrochemistry. It is a very important liquid molecule. SFG activity at the electrode interface was studied at the acid/water interface, at the water surface, at the non-electrode interface, and at the potential interface. In this study, the absorption coefficient of the infrared field is large, and the transmittance is greatly reduced when the external reflection configuration is used. This problem is avoided by using heavy water as an isotope (H2O:HOD: D2O =1:8:16). The absorption of OH is 20%. In fact, the determination of HD-VSFG in aqueous solution containing HOD and Na2SO4 was carried out successfully. The negative potential, the negative potential, the negative potential. The result of this is that we have to learn how to express ourselves. The determination of HD-VSFG and electrochemistry was successful. Now, the electrochemistry accuracy is very high. The first step of time decomposition at the electrode interface is to determine the time decomposition at the water interface. Joint research by him and Shibaura University of Technology on interfacial adsorption of SARS-CoV-2 Spike (N501Y) RBD, joint research by Hokkaido University on electrode surface construction and structure of biological molecular monomer layer, joint research by Tokyo University on polymer interface.