Evolution of Near-Infrared Spectroscopy for Materials Structure Analysis: Development of NIR-MAIRS

用于材料结构分析的近红外光谱学的发展：NIR-MAIRS 的发展

• 批准号: 22H02106
• 负责人: 長谷川 健
• 金额: $ 11.56万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02106/
• 关键词: MAIRS; NIR分光; 有機フッ素材料; 倍音・結合音; 遷移モーメント; 近赤外; 近赤外分光; 薄膜; 構造解析; 分子配向

有機材料の深部に入り込める近赤外(NIR)光は，光学的に分厚いバルク材料中の化学種の “定量” と “識別” に強力な分光分析法を与える．一方，バルク材料の物性を支配する “分子集合構造” を結晶化度によらず解析するには “異方性” の視点が不可欠である．それには各バンドの遷移モーメントに着目した帰属が必要だが，倍音・結合音バンドが深く重なり合ったNIRでは非常に困難で，中赤外(IR)分光法のようには活用できていない．本研究では，異方性の解析に強い力を発揮する多角入射分解分光法(MAIRS)をNIR領域に初めて組み込み，NIRのこの弱点を克服する．また逆に，MAIRSの弱点である薄膜限界をNIRの弱吸収により克服する．こうしたNIRとMAIRSの互恵関係により，NIRの未活用の力を強く引き出し，材料構造解析の新たな強力なツールに変革する．これにより，任意の湿度下での開放系で固形物の内部と表面の結晶多形の差異を具体的に明らかにできるなど，他の分析手法にない物性・構造相関の解析に道を拓き，応用物理・高分子・製剤など多分野にインパクトを与える．NIRとIRの「いいとこどり」をするには，NIR分光法で遷移モーメントの実験的にあぶりだす方法が必要，ということである．当初の研究計画では，早めにMAIRS法を適用することを考えていたが，感度などに問題があり，最初に倍音・結合音をいかに高感度に測定するかという新たな問いを突き付けられた．実際には，拡散反射法がその有力候補となり，現在，その基礎研究を進めている．

Deep penetration of organic materials into the near infrared (NIR) light, optical analysis of the thickness of the chemical species in the material "quantitative" to "identification" of the strong spectral analysis method and. The physical properties of materials are dominated by molecular aggregate structure, crystallization degree, analysis, and anisotropy. It is very difficult to use IR spectroscopy. It is very difficult to use IR spectroscopy. In this study, we aim to overcome the shortcomings of multi-angle incidence resolution spectroscopy (MAIRS) in the NIR domain. The weak point of MAIRS is overcome by thin film boundary NIR weak absorption. The interaction between NIR and MAIRS, the strength of NIR unused force, and the strength of material structure analysis. In this paper, the difference between the crystal polymorphism in the interior and the surface of solids in open systems at any humidity is discussed in detail, and other analytical methods are developed for the analysis of physical properties and structure correlation. It is necessary to use physical, polymer, and chemical methods for multi-field analysis and NIR spectroscopy.ということである. The original research plan is to apply the MAIRS method to the first time. In fact, the scattered reflection method is a powerful candidate, and now basic research is making progress.

项目成果

有機フッ素材料の環境負荷の理解に不可欠な物性物理化学

凝聚态材料物理化学对于了解有机氟材料的环境影响至关重要

• 发表时间: 2022
• 作者: 古和田丈人;野津山駿;高橋広奈;酒井誠;SHIDA Naoki;長谷川健
• 通讯作者: 長谷川健

パーフルオロアルキル化合物の分子構造から物性を知る

从分子结构了解全氟烷基化合物的物理性质

• 发表时间: 2022
• 作者: Ngo Thi Thu Thao;児玉 康輝;齋藤徹;江波戸優介，林大和，福島潤，滝澤博胤;長谷川健
• 通讯作者: 長谷川健

SDA 理論 | PFAS 物性の発現機構

SDA理论 | PFAS物理性质的表达机制

• 发表时间: 2022
• 作者: Sato Eisuke;Niki Yuta;Mitsudo Koichi;Suga Seiji;長谷川健
• 通讯作者: 長谷川健

分子集合を鍵とした分析と物理化学

基于分子组装的分析和物理化学

• 发表时间: 2022
• 作者: Koichi Mitsudo;Yuri Tachibana;Eisuke Sato;Seiji Suga;Yousuke Ooyama;長谷川健
• 通讯作者: 長谷川健

Structural Rearrangement of Organic Semiconductor Molecules with an Asymmetric Shape in Thin Films

薄膜中不对称形状有机半导体分子的结构重排

• DOI: 10.1021/acs.jpcc.3c01003
• 发表时间: 2023
• 期刊: The Journal of Physical Chemistry C
• 作者: Oka Takayuki;Shioya Nobutaka;Shimoaka Takafumi;Hasegawa Takeshi
• 通讯作者: Hasegawa Takeshi