ナノテクノロジー・材料
工学部 人間支援感性科学プログラム
化学物理学研究室
専門分野 | 化学物理、生物物理、ソフトマター物理 |
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キーワード | 拡散係数、粒子間相互作用、溶媒和(水和)構造、タンパク質、動径分布関数 |
溶媒に溶けた溶質粒子はブラウン運動によって溶媒中を動き回っています。溶質粒子の動きやすさを表す拡散係数はその粒子の大きさや溶媒の粘度によって決まりますが、ナノメートルオーダーの小さい溶質粒子の場合、溶媒粒子との相互作用にも影響を受けるため、拡散係数がどのように決まるか分かっていません。
私たちはナノ粒子の拡散係数が溶媒和(水和)構造と呼ばれる粒子周りの溶媒分子の密度分布に依存することを理論的に明らかにしました。溶媒和構造は粒子間の相互作用によって決まります。現在、どのような構造が拡散係数に影響を与えるのか、構造と拡散係数の関係について詳細な研究を進めています。
ナノ粒子の拡散の理解は、ナノ粒子の溶液中での運動の制御など新素材の開発において重要です。本研究は、溶媒和構造を使ってナノ粒子の拡散性のコントロールするという新しい開発手法につながります。着目する溶媒和構造は、ナノ粒子表面を配位子で装飾するなどして変えることが可能です。
関連する知的財産論文等 | Y. Nakamura, A. Yoshimori, R. Akiyama, Journal of Molecular Liquids, 200, 85-88 (2014). Y. Nakamura, A. Yoshimori, R. Akiyama, T. Yamaguchi, The Journal of Chemical Physics, 148, 124502 (2018). Y. Nakamura, A. Yoshimori, R. Akiyama, The Journal of Chemical Physics, 154, 084501 (2021). |
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粒子周りの溶媒分子の密度分布(動径分布関数)が分かれば、簡単な計算によって拡散係数を見積もることができます。
・ナノ粒子や生体分子の拡散現象に興味のある研究者、企業の方
・拡散係数などの物性計測装置メーカー