テラヘルツ電磁波パルスを用いた溶媒分子の低振動モードのダイナミクスの研究

利用太赫兹电磁波脉冲研究溶剂分子低振动模式的动力学

基本信息

批准号：
03J03763
负责人：
山本晃司
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、新奇な液体として応用が期待されているイオン液体のテラヘルツ時間領域分光法を行い、液体の低振動数モードのダイナミクスを精密に調べた。測定したイオン液体は、1-アルキル-3メチルイミダゾリウムおよびテトラアルキルアンモニウムをカチオンとするイオン液体であり、アルキル鎖の長さを変えたものおよびアニオンを変えたものである。これらのイオン液体のテラヘルツスペクトルから次のことが明らかになった。(1)これまでに報告されていたイオン液体のテラヘルツスペクトルの解釈(3つの緩和モードによる解釈)が誤りであること示した。(2)イオン液体のテラヘルツ領域には、屈折率の多段階の分散カーブ、およびそれに対応する消衰係数のピークが観測される。従来の有機溶媒ではこのような構造を持ったテラヘルツスペクトルは観測されず、イオン液体の分子間モードに関係するモードがテラヘルツ領域に観測されていることが判明した。また、タンパク質の生理活性と低振動数モードダイナミクスとの相関を理解するため、タンパク質のテラヘルツスベクトルの水和依存性を調べた。実験では、、低温(10K)から常温までのテラヘルツスペクトルを測定し、その温度依存性を検討した。水和したタンパク質では、200K付近以上でテラヘルツ領域の吸収増加が急に立ち上がり、タンパク質の動的転移の存在を確認した。これは、200K以上において、低振動数モードが大きく活性化されていることを示しており、そのモードの同定を行うため、タンパク質の分子動力学計算を行っている。

今年，我们对有望作为新型液体应用的离子液体进行了太赫兹时域光谱，以精确研究液体低频模式的动力学。测定的离子液体为含有1-烷基-3甲基咪唑鎓和四烷基铵作为阳离子、不同烷基链长和不同阴离子的离子液体。这些离子液体的太赫兹光谱揭示了以下内容。（1）我们表明，迄今为止报道的离子液体太赫兹光谱的解释（基于三种弛豫模式的解释）是不正确的。 (2)在离子液体的太赫兹区域，观察到折射率的多级色散曲线和相应的消光系数峰。具有这种结构的太赫兹光谱尚未用常规有机溶剂观察到，并且已发现在太赫兹区域观察到与离子液体的分子间模式相关的模式。此外，为了了解蛋白质生理活性与低频模式动力学之间的相关性，我们研究了蛋白质太赫兹矢量的水合依赖性。在实验中，我们测量了从低温（10K）到室温的太赫兹光谱，并检查了它们的温度依赖性。对于水合蛋白质，太赫兹区域的吸收在 200K 左右或更高时突然开始增加，证实了蛋白质中存在动态跃迁。这表明低频模式在200K以上被极大地激活，我们正在对蛋白质进行分子动力学计算来识别这种模式。

项目成果

期刊论文数量（14）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Kohji Yamamoto: "Noninvasive Inspection of C-4 Explosive in Mails by Terahertz Time-Domain Spectroscopy"Japan Journal Applied Physics. 43. L414-L417 (2004)

Kohji Yamamoto：“通过太赫兹时域光谱对邮件中的 C-4 爆炸物进行无创检查”《日本应用物理学杂志》。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

生態関連分子のテラヘルツ時間領域分光

生态相关分子的太赫兹时域光谱

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
月刊オプトロニクス 11月号
影响因子：
0
作者：
Kohji Yamamoto et al.;Takeshi Ikeda et al.;Kohji Yamamoto et al.;Kohji Yamamoto et al.;Kohji Yamamoto et al.;Mariko Yamaguchi et al.;Kohji Yamamoto et al.;谷正彦他;谷正彦他
通讯作者：
谷正彦他

山本晃司: "テラヘルツ電磁波の発生"実験化学講座(改訂5版). 第9巻. (2004)

山本幸二：《太赫兹电磁波的产生》实验化学教程（修订第 9 卷）（2004 年）。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Pulsed terahertz spectroscopy and imaging applied to inspection of explosives, and inflammable liquids

脉冲太赫兹光谱和成像应用于爆炸物和易燃液体的检查

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Ultrafast Phenomena XIV (Springer)
影响因子：
0
作者：
Kohji Yamamoto et al.;Takeshi Ikeda et al.;Kohji Yamamoto et al.;Kohji Yamamoto et al.;Kohji Yamamoto et al.
通讯作者：
Kohji Yamamoto et al.

第5版実験化学講座 9巻物質の構造[I]p41-p45

第五版实验化学课程第9卷物质结构[I] p41-p45

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kohji Yamamoto et al.;Takeshi Ikeda et al.;Kohji Yamamoto et al.;Kohji Yamamoto et al.;Kohji Yamamoto et al.;Mariko Yamaguchi et al.;Kohji Yamamoto et al.;谷正彦他;谷正彦他;山本晃司ら
通讯作者：
山本晃司ら