土壌-分子応答性電極間相互作用を利用した新規な水分・化学物質センシング技術の開発

・赤外スペクトルの「指紋領域」のATR-SEIRAS法による計測指紋領域で高い透過率を有するゲルマニウム (Ge) 製のATR光学基板と、この振動数領域で感度をもつ高感度赤外線検出器 (wide-band MCT) を組み合わせることで、指紋領域での全反射配置での表面増強赤外吸収分光 (ATR-SEIRAS) 計測の実現を目指した。Ge製の半円筒型ATRプリズム上に無電解めっき法によりAu薄膜を製膜し、Au薄膜上にアルカンチオール自己組織化単分子層 (SAM) を吸着させた。アルカンチオールSAMのC-S伸縮振動などが観察される700 cm-1以下の領域の赤外吸収測定をATR-SEIRASにより行った。Geの光学定数より、検出器の測定下限 (450 cm-1程度) までのATR-SEIRAS計測が可能と見込んでいたが、実際には700 cm-1以下の領域での測定は困難であり、従来法の測定と比べて著しい改善は見込めなかった。・溶媒蒸気によるSAMの構造変化：構造と分子の極性の関係本研究の目的は土壌などの固相と接したSAMの構造変化より、間接的に固相中の化学成分を分析することであるが、技術的に直ちに目的の測定を実施するのは難しいと判断した。一方でこれまでに得た液相と接したSAMの構造変化に関する知見を補足する又はこれに相補的な知見を得ることは有用と判断し、様々な極性または分子サイズをもつ分子の蒸気に暴露したSAMの構造変化について調査を行った。アルカンチオールSAMの末端のC-S結合の回転異性体の割合に着目すると、溶媒分子の極性が増すほどアルキル鎖に対しS原子がゴーシュ位の位置にある分子の割合が増えた。SAMが液体の溶媒に接している場合は、極性が低いほどSがゴーシュ位にある割合が多いので、溶媒蒸気に暴露された場合と液体の溶媒中のSAMの構造変化は対照的であった。

・赤外スペクトルの「指紋領域」のATR-SEIRAS法による計測指紋領域で高い透過率を有するゲルマニウム (Ge) 製のATR光学基板と、この振動数領域で感度をもつ高感度赤外線検出器 (wide-band MCT) を組み合わせることで、指紋領域での全反射配置での表面増強赤外吸収分光 (ATR-SEIRAS) 計測の実現を目指した。Ge製の半円筒型ATRプリズム上に無電解めっき法によりAu薄膜を製膜し、Au薄膜上にアルカンチオール自己組織化単分子層 (SAM) を吸着させた。アルカンチオールSAMのC-S伸縮振動などが観察される700 cm-1以下の領域の赤外吸収測定をATR-SEIRASにより行った。Geの光学定数より、検出器の測定下限 (450 cm-1程度) までのATR-SEIRAS計測が可能と見込んでいたが、実際には700 cm-1以下の領域での測定は困難であり、従来法の測定と比べて著しい改善は見込めなかった。・溶媒蒸気によるSAMの構造変化：構造と分子の極性の関係本研究の目的は土壌などの固相と接したSAMの構造変化より、間接的に固相中の化学成分を分析することであるが、技術的に直ちに目的の測定を実施するのは難しいと判断した。一方でこれまでに得た液相と接したSAMの構造変化に関する知見を補足する又はこれに相補的な知見を得ることは有用と判断し、様々な極性または分子サイズをもつ分子の蒸気に暴露したSAMの構造変化について調査を行った。アルカンチオールSAMの末端のC-S結合の回転異性体の割合に着目すると、溶媒分子の極性が増すほどアルキル鎖に対しS原子がゴーシュ位の位置にある分子の割合が増えた。SAMが液体の溶媒に接している場合は、極性が低いほどSがゴーシュ位にある割合が多いので、溶媒蒸気に暴露された場合と液体の溶媒中のSAMの構造変化は対照的であった。