Terahertz absorption spectra of nanometer-confined water at low temperatures

低温でのナノメートル拘束水のテラヘルツ吸収スペクトル

村上 洋

Murakami, Hiroshi

生体の主成分である水の物性を明らかにすることは、生体機能の機構の解明のために非常に重要である。過冷却水の物性は、重要な未解決問題であり、水自体の物性解明の鍵と考えられている。しかし、1気圧では約240Kで結晶化するために、過冷却水の全温度範囲で過冷却水を実験的に調べることができない。この状況下で、微少空間拘束水はかなり低温まで結晶化しないと考えられており、そのような系を対象にした実験研究はその問題克服の一つの鍵となる。本研究の目的は、ナノメートルスケールの微小液滴を保持する逆ミセルのテラヘルツ分光の温度変化研究である。参照信号と試料信号の両方を同温度で測定するためにダブルセル方式の温度変化装置を開発した。半径約1nmの逆ミセルで、テラヘルツ吸収スペクトルの温度依存性の特徴が200K付近で大きく変化することがわかった。これは、低温で逆ミセルから水が排除される現象を基礎に説明できる。つまり、排除された水は逆ミセルの空間拘束がなくなるために、そのダイナミクスの特性は大きく変わり、スペクトルの温度依存性が変化したと考えられる。

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