微小反応環境場の空間的構成と光反応ダイナミクス

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レーザー光により微小な液滴を電極近傍あるいは電極上の任意の位置に配置し,電気化学的に誘起した液滴と周囲の溶液の間の電子移動反応やイオン移動過程を顕微分光・電気化学法により直接的に測定することを試みた。また,これに基づいた反応の微小環境場制御の方式を明らかにすることを目指して研究を進めた。これまで,半径5μm以上の液滴に関し,界面を経た電子移動・イオン移動過程は液滴のサイズに依存すること,また,界面電子移動速度は液滴/溶液の界面電位にも依存することを明らかにしてきた。さらに,半径5μm以下の液滴について詳細な検討を加えたところ,これまでとは異なる新たな液滴サイズ効果が見いだされた。このように単一油滴を反応場とした場合には,様々な要因によりその反応が微粒子サイズに依存することが明らかになってきた。油滴/溶液系においては,油滴と溶液の組成を任意に設定することにより様々な反応を誘起することができる。また,レーザー捕捉を用いることにより任意のサイズの油滴を選択して反応を誘起させることも可能である。上記の例の他,有機溶媒中に分散させた微小水滴における色素会合のサイズ効果や単一マイクロカプセル中の色素分布に対するサイズ効果なども見いだされている。このような結果を踏まえ,単一微粒子・液滴の反応の特徴やそれらを空間的に構成した反応場を利用することにより,新たな反応の環境場制御が現実のものとなると期待される。