课题基金 / 基金详情

「水溶液/半導体」界面における水分子の協調的な振舞いを利用した反応制御

「水溶液/半導体」界面における水分子の協調的な振舞いを利用した反応制御
利用“水溶液/半导体”界面处水分子的协同行为控制反应
批准号:
12740174
负责人:
赤木 和人
金额:
$1.41万
依托单位:
依托单位国家:
日本
项目类别:
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份:
2000
资助国家:
日本
项目状态:
已结题
起止时间:
2000 至 2001

项目摘要

项目成果

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中文摘要
翻译
本年度も引き続き、密度汎関数法に基づく第一原理計算を用いて複数の水分子が表面や異種分子と相互作用したときの協調的なはたらきを調べた。その結果、水素結合をした水分子同士の「酸素-酸素間距離の短縮」と、複数の水分子が次々に水素を伝達する「プロトンリレー型反応」との間に密接な関係があり、このタイプのモデルが固体表面における水分子の反応のみならず、水溶液の溶質分子の酸化還元といった反応においても普遍的かつ重要な役割を果たしていることを示す知見が得られた。その特徴は、それが氷の高圧相や水素を含むアルミニウム酸化物の高圧相などに見られる物理的な圧縮の結果得られた系全体に広がるものではなく、ダングリングボンドを有する化学的に活性な表面や親水性の分子が水のフェルミ準位近傍の分子軌道と相互作用するという化学的な要因で生じた局所的なものであるということである。そしてこのような水素結合の変性は、静的な状態では、溶質分子や固体表面の分子軌道の張り出し応じて、複数の水分子をつなぐ1つあるいは複数の環としてあらわれる。この研究の目指すところは「反応制御」であるので、この水素結合の変性を意図した領域に発生させることがテーマのひとつであった。しかし実際に系の計算を行なってみると、プロトンリレーに関与する水分子の数は4分子に達することもしばしばであり、もともと反応性のある表面・分子で反応のON-OFFを制御するのは困難であった。一方、水との反応性が乏しいと思われている疎水性の分子であっても、「水素結合の変性領域」と接触させることで比較的容易に反応を起こす可能性が出てきている。これらについてまとめた「Si(001)表面/バルクの水系のダイナミクス」および「水クラスタ中のギ酸の分解反応」については論文投稿の準備中である。
英文摘要
本年度も引き続き、密度汎関数法に基づく第一原理計算を用いて複数の水分子が表面や異種分子と相互作用したときの協調的なはたらきを調べた。その結果、水素結合をした水分子同士の「酸素-酸素間距離の短縮」と、複数の水分子が次々に水素を伝達する「プロトンリレー型反応」との間に密接な関係があり、このタイプのモデルが固体表面における水分子の反応のみならず、水溶液の溶質分子の酸化還元といった反応においても普遍的かつ重要な役割を果たしていることを示す知見が得られた。その特徴は、それが氷の高圧相や水素を含むアルミニウム酸化物の高圧相などに見られる物理的な圧縮の結果得られた系全体に広がるものではなく、ダングリングボンドを有する化学的に活性な表面や親水性の分子が水のフェルミ準位近傍の分子軌道と相互作用するという化学的な要因で生じた局所的なものであるということである。そしてこのような水素結合の変性は、静的な状態では、溶質分子や固体表面の分子軌道の張り出し応じて、複数の水分子をつなぐ1つあるいは複数の環としてあらわれる。この研究の目指すところは「反応制御」であるので、この水素結合の変性を意図した領域に発生させることがテーマのひとつであった。しかし実際に系の計算を行なってみると、プロトンリレーに関与する水分子の数は4分子に達することもしばしばであり、もともと反応性のある表面・分子で反応のON-OFFを制御するのは困難であった。一方、水との反応性が乏しいと思われている疎水性の分子であっても、「水素結合の変性領域」と接触させることで比較的容易に反応を起こす可能性が出てきている。これらについてまとめた「Si(001)表面/バルクの水系のダイナミクス」および「水クラスタ中のギ酸の分解反応」については論文投稿の準備中である。
期刊论文(2)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
赤木和人,塚田捷: "Si(001)表面上での水分子の振る舞いへの第一原理的アプローチ"「極薄シリコン酸化膜の形成・評価・信頼性」応用物理学会特別研究会研究報告. 199-203 (2001)
赤木一人、冢田悟:《Si(001)表面水分子行为的第一原理方法》《超薄氧化硅膜的形成、评价和可靠性》日本化学学会特别研究组的研究报告应用物理学.199-203 (2001)
DOI: --
发表时间:
期刊:
影响因子: --
作者: []
通讯作者:
半導体/水溶液界面における「協調的」吸着・反応現象の理論的解明
  • 批准号:
    99J08681
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 资助金额:
    $0.77万
  • 财政年份:
    1999
  • 负责人:
    赤木 和人
  • 依托单位:
階層構造を持つ微細系の物質設計
  • 批准号:
    96J04141
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 资助金额:
    $0.58万
  • 财政年份:
    1998
  • 负责人:
    赤木 和人
  • 依托单位:
国内基金
海外基金
基于自由水-结合水动态转化的外场辅助海藻酸盐水凝胶靶向去除有机磷机制及调控策略
  • 批准号:
    2026JJ50485
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    --
  • 批准年份:
    2026
  • 负责人:
    张伟
  • 依托单位:
智能水凝胶电子皮肤及其动态抗干扰协同机制研究
  • 批准号:
    2026JJ50209
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    --
  • 批准年份:
    2026
  • 负责人:
    龚舒
  • 依托单位:
基于可见光促进水相去芳构化策略制备氮杂螺环药物骨架
  • 批准号:
    2026JJ90007
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    --
  • 批准年份:
    2026
  • 负责人:
    罗文坤
  • 依托单位:
具有炎性趋化因子亲和性与病原体阻隔性的仿生双网络水凝胶设计及其皮 肤溃疡治疗研究
  • 批准号:
    2026JJ60268
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    --
  • 批准年份:
    2026
  • 负责人:
    曾乾坤
  • 依托单位: