赤外外部反射法による長鎖n-アルカン表面近傍の分子構造と相転移挙動に関する研究

红外外反射法研究长链正构烷烃表面附近的分子结构和相变行为

基本信息

批准号：
16750013
负责人：
山本雅人
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Showa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

長鎖n-アルカンのような棒状分子からなるバルク表面に特徴的な相転移挙動を分子構造レベルで明らかにするため、炭素数17のn-アルカン(n-C_<17>H_<36>)の純液体の冷却に伴う赤外反射スペクトル変化を入射角、偏光を変えながら測定し、その詳細な解析を行った。その結果、分子構造に関する情報が整理され、表層での新たな相転移挙動が明らかになった。これまで報告されてきた表面固化現象やバルク固化と比較検討し、共通点と相違点を物理化学的に考察した結果をまとめ、論文として報告する準備がほぼ整った。以下に、これらの具体的な内容を列挙する。(1)炭素数17のn-アルカンの純液体の冷却に伴う赤外反射スペクトル変化を入射角10〜80°で、s偏光とp偏光の場合について測定した。(2)クラマース・クローニヒの変換式およびローレンツの振動子モデルを一般化された光学の式に適用し、赤外光を反射する液体試料物質(n-C_<17>H_<36>)の表面近傍の光学定数を計算した。(3)得られる光学定数のうち赤外光の吸収の強さを示す値について、温度変化をプロットした。幾つかの特定の振動数における吸収強度の変化を、比較し解析した。その結果、表面に対する分子の向きに関する情報を得た。(4)表層付近の冷却にともなう分子配向変化を、これまで報告されている現象と比較・検討し、新たな冷却にともなう分子構造変化のモデル構築を行った。(5)反射スペクトルの入射角・偏光依存性から異方性のある層の情報を分離・抽出した。その際、この層の厚さの予測と官能基ごとに配向の計算を行い、上記モデルの検証を行った。

为了在分子结构水平上阐明由长链正构烷烃等棒状分子组成的体表面的相变行为特征，我们研究了具有17个碳原子的正构烷烃（n-C_<17>H_< 36>）我们测量了纯液体在改变入射角和偏振的同时冷却时的红外反射光谱的变化，并进行了详细的分析。结果，分子结构的信息被组织起来，并揭示了表面层的新相变行为。我们汇总了迄今为止报道的表面凝固现象和块体凝固的比较研究结果，并从物理化学角度研究了它们的共性和差异，并且即将准备在论文中报告这一点。下面列出这些的具体内容。 (1)对于s偏振光和p偏振光，在10°至80°的入射角下测量在具有17个碳原子的纯液态正烷烃冷却时红外反射光谱的变化。 (2)将Kramers-Kronig转换方程和洛伦兹振子模型应用到广义光学方程中，计算了反射红外光的液体样品材料(n-C_<17>H_<36>)的表面附近的光学常数。 (3)将获得的光学常数绘制成温度变化图，该光学常数表示红外光吸收的强度。对某些特定频率下吸收强度的变化进行了比较和分析。结果，他们获得了有关分子相对于表面的方向的信息。 (4)我们将表面附近冷却引起的分子取向变化与之前报道的现象进行了比较和研究，构建了冷却引起的分子结构变化的新模型。 (5)从反射光谱对入射角和偏振的依赖性中分离和提取各向异性层的信息。当时，通过预测该层的厚度并计算每个官能团的取向来验证上述模型。