メゾスコピックな動的反応場における光誘起電子移動反応に関する研究

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相変化過程において形成されるナノサイズのドメイン内部は新たな動的化学反応場として利用できる可能性が高く,この空間的特異性や階層構造を理解することが極めて重要な課題である.本研究では現在利用している質量分析計を用いてこのような不均一系反応の追跡手段を確立することを目指す.本研究における質量分析計を用いた相変化ダイナミクスの測定法は,現在主に用いられている画像測定法,光散乱法とは一線を画す斬新な研究である.MALDIの技術を用い,動的反応場や固液界面での光誘起電子移動反応における溶媒和構造の変化,集団構造の階層性に対する理解を深めることを目的として研究を行ってきた.1.ダブルパルスDIOS装置の完成我々は真空下においてUV-IRダブルパルスDIOS装置を完成した。IRパルスを照射することでポーラスシリコンとその表面に吸着している溶媒分子が瞬間的に過熱されて気化を起こし脱離・イオン化が行われるのに対し、UV光ではポーラスシリコンの微細孔中で光が共振現象を起こし、光酸化還元反応が起こっていると考えられる。これら二つの効果を組み合わせて同時照射を試みたところ、信号強度は増大した。2.質量分析計を用いた光化学反応追跡装置の開発本研究では動的反応場や固液界面で化学反応をパルスにより誘起し,それをトリガーとしてある遅延時間後に,赤外レーザーでアブレーションを起こさせる.アブレーションによって液体の局所構造を溶媒和したクラスターの形で気相中に抽出する.このミクロクラスターを質量分析計によって検出することを目的としたダイナミクス分析装置を製作した。Figure2にN,NN,N-テトラメチルフェニレンジアミン(TMPD)とキサントンの2-プロパノール溶媒中での光化学反応を誘起した後のマススペクトルを示す。レーザー照射後1μs後にTMPDのカチオンラジカル(TMPD^+)が最大強度で検出された。このTMPD^+の信号は明確に時間依存性を示した。この反応追跡装置を固液界面中の光化学反応追跡に応用できないか検討中である。期間中にはこの成果を投稿できなかったが現在国際雑誌にこれら2つの成果を投稿準備中である.これらの成果を利用して固液界面における反応中間体検出に応用を検討中である.