大気化学反応場としての脂肪酸単分子膜：ヘテロダイン検出和周波発生分光による描像

エアロゾルは気候や人体の健康に大きな影響を与える物質であり，その生成過程において気液界面や固液界面が重要な役割を担っている．海洋由来のエアロゾル表面は脂肪酸単分子膜で覆われているが，その構造に存在する分子レベルの不均一性が存在することが示唆されており，それがエアロゾル・雲粒界面での反応機構に大きな影響を与えている可能性がある．今年度は，エアロゾル表面のモデルとなる脂肪酸単分子膜界面の分子配向について，ヘテロダイン検出振動和周波発生（HD-VSFG）分光を用いて調べた．脂肪酸は親水基であるカルボキシ基（-COOH）を有するが，カルボキシ基がプロトン解離しているかによって界面とバルクとの間の分配比が大きく異なることが報告されている．脂肪酸疎水鎖の配向は親水基の構造の影響を受けるため，脂肪酸単分子膜の微視的構造を包括的に理解するためには，空気/脂肪酸水溶液界面におけるHD-VSFGスペクトルのpH依存性を測定する必要がある．今年は脂肪酸水溶液を塩基性にし，全てのカルボキシ基がプロトン解離した状態での測定を行った．炭素数が9, 10, 11, 12の脂肪酸について表面張力濃度依存性を測定し，空気/脂肪酸水溶液界面において脂肪酸が単分子膜を形成する濃度を推定した．CH伸縮振動領域における脂肪酸塩基性水溶液表面のHD-VSFGスペクトルは，溶媒が純水の時と比べてバンド幅が太くなっており，脂肪酸疎水鎖の配向分布が純水の場合よりも広くなっていると考えられる．脂質疎水鎖のCH3伸縮振動とCH2伸縮振動のバンドの強度比から，疎水鎖に含まれるゴーシュ欠陥に関する情報を得ることができる．バンド強度比から，溶媒が塩基性の場合，純水の場合よりもゴーシュ欠陥が多く含まれることが明らかになり，その結果として脂肪酸疎水鎖の配向性が低くなったと推測できる．

エアロゾルは気候や人体の健康に大きな影響を与える物質であり，その生成過程において気液界面や固液界面が重要な役割を担っている．海洋由来のエアロゾル表面は脂肪酸単分子膜で覆われているが，その構造に存在する分子レベルの不均一性が存在することが示唆されており，それがエアロゾル・雲粒界面での反応機構に大きな影響を与えている可能性がある．今年度は，エアロゾル表面のモデルとなる脂肪酸単分子膜界面の分子配向について，ヘテロダイン検出振動和周波発生（HD-VSFG）分光を用いて調べた．脂肪酸は親水基であるカルボキシ基（-COOH）を有するが，カルボキシ基がプロトン解離しているかによって界面とバルクとの間の分配比が大きく異なることが報告されている．脂肪酸疎水鎖の配向は親水基の構造の影響を受けるため，脂肪酸単分子膜の微視的構造を包括的に理解するためには，空気/脂肪酸水溶液界面におけるHD-VSFGスペクトルのpH依存性を測定する必要がある．今年は脂肪酸水溶液を塩基性にし，全てのカルボキシ基がプロトン解離した状態での測定を行った．炭素数が9, 10, 11, 12の脂肪酸について表面張力濃度依存性を測定し，空気/脂肪酸水溶液界面において脂肪酸が単分子膜を形成する濃度を推定した．CH伸縮振動領域における脂肪酸塩基性水溶液表面のHD-VSFGスペクトルは，溶媒が純水の時と比べてバンド幅が太くなっており，脂肪酸疎水鎖の配向分布が純水の場合よりも広くなっていると考えられる．脂質疎水鎖のCH3伸縮振動とCH2伸縮振動のバンドの強度比から，疎水鎖に含まれるゴーシュ欠陥に関する情報を得ることができる．バンド強度比から，溶媒が塩基性の場合，純水の場合よりもゴーシュ欠陥が多く含まれることが明らかになり，その結果として脂肪酸疎水鎖の配向性が低くなったと推測できる．