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(In Japanese)液相微小空間における単一クラスター計測と反応ダイナミックス

Research report code R030000198
Posted date Feb 22, 2005
  • (In Japanese)北森 武彦
  • (In Japanese)東京大学大学院工学系研究科
Research organization
  • (In Japanese)東京大学
Report name (In Japanese)液相微小空間における単一クラスター計測と反応ダイナミックス
Technology summary (In Japanese)液体の構造や反応性等の基礎物理化学は、これまでの連続流体の理論から分子論へ移行しようと近年積極的に研究が進められている。しかし、この分野では理論的研究が先行し、実験的研究は気体や固体のそれに比較して大幅に遅れている。理論・実験の両面から液体クラスターについての研究が進められているが、気相中のクラスターをいくら集合させても、凝縮相中の反応や物性を再現できないことが近年理論的に示され、クラスターとバルク相とのエネルギー交換を最も大きな特徴とする液体の分子論的描像への外挿には限界がある。そこで、バルク相中のクラスターを直接対象とする実験手法が望まれている。計測の対象が多数個のクラスターの場合、得られる情報が統計平均となりバルク液相との区別が困難になる。このため、可能な限り少数のクラスター、究極的には単一クラスターを計測可能な方法論が必要である。本研究では、独自に開発を進めているインテグレーテッド・ケミストリー・ラボを活用して数nm~数百nm の溝(ナノチャネル)をガラス上に加工し、従来にない少数分子による溶液ミクロ化学実験空間を作製する。また、極限微細加工技術と新規分光法により、液相中の単一クラスターを直接取り扱う実験法を研究し、液相中のクラスターを直接観測することを本研究の目的とした。

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Research field
  • Fluorescence and phosphorescence compounds and complex molecules
  • Atomic and molecular clusters
  • Chemical reaction engineering, chemical kinetics
Published papers related (In Japanese)(1) Y. Wakabayashi, M. Tokeshi, A. Hibara, D.-L. Jiang, T. Aida, T. Kitamori, “Morphological Dependence of Radiative and Non-Radiative Relaxation Energy Balance in Photoexcited Arylether Dendrimers as Observed by Fluorescent and Thermal Lens Spectroscopies”, J. Phys. Chem. B, 105, 4441-4445 (2001).
(2) M. Tokeshi, M. Uchida, A. Hibara, T. Sawada, T. Kitamori, “Determination of Sub-Yoctomole Amounts of Non-Fluorescent Molecules Using a Thermal Lens Microscope: Sub-Single Molecule Determination”, Anal. Chem. 73, 2112-2116 (2001).
(3) A. Hibara, M. Tokeshi, K. Uchiyama, H. Hisamoto, T. Kitamori, “Integrated Multilayer Flow System on a Microchip”, Anal. Sci. 17, 89-93 (2001).
(4) Y. Wakabayashi, M. Tokeshi, A. Hibara, D.-L. Jiang, T. Aida, T. Kitamori, “Infrared Absorption Characteristics of Large-Sized Spherical Aryl-Ether Dendrimers”, Anal. Sci. 16, 1323-1326 (2000).
(5) K. Uchiyama, A. Hibara, H. Kimura, T. Sawada, T. Kitamori, “Thermal Lens Microscope” Jpn. J. Appl. Phys., 39, 5316-5322 (2000).
(6) Y. Wakabayashi, M. Tokeshi, D.-L. Jiang, T. Aida, T. Sawada, T. Kitamori, “Long-Term Energy Storage of Dendorimers”, J. Luminescence, 83-84, 313-315 (1999).
(7) M. Tokeshi, M. Uchida, K. Uchiyama, T. Sawada, T. Kitamori, “Single and Countable Molecule Detection of Non-Fluorescent Molecules in Liquid Phase”, J. Luminescence, 83-84, 261-264 (1999)
(8) K. Sato, H. Kawanishi, M. Tokeshi, T. Kitamori, T. Sawada, “Sub-zeptmole Molecule Detection in a Microfabricated Glass Channel by Thermal Lens Microscope”, Anal. Sci., 5, 525 (1999)
Research project
  • Precursory Research for Embryonic Science and Technology.;Structure and Transformation
Information research report
  • (In Japanese)北森 武彦. 液相微小空間における単一クラスター計測と反応ダイナミックス. 「さきがけ研究21」研究報告会 「状態と変革」領域 第2期研究者 講演要旨集(研究期間:1998-2001),2001. p.20 - 21.