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上田 祐生; Micheau, C.; 阿久津 和宏*; 徳永 紘平; 山田 雅子*; 山田 悟史*; Bourgeois, D.*; 元川 竜平
Langmuir, 40(46), p.24257 - 24271, 2024/11
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Chemistry, Multidisciplinary)本研究では、パーフルオロヘキサン中のフルオラスリン酸エステル(TFP)からなるフルオラス抽出系において、n-ヘキサン中の有機リン酸エステル(THP)からなる類似の有機抽出系と比較して、より高い金属イオン抽出性能に寄与する主要因を分子レベルで理解するために、硝酸溶液からのZr(IV)イオンの抽出の巨視的挙動を微視的構造情報と相関させた。拡張X線吸収微細構造、中性子反射率測定、中性子小角散乱により、それぞれZr(IV)イオン周辺の局所配位構造、界面における抽出剤分子の蓄積、バルク抽出相における抽出剤分子の構造が明らかになった。その結果、いずれの抽出系においても、界面には抽出剤分子はあまり蓄積しなかった。フルオラス抽出系では、硝酸との接触により凝集体が形成され、Zr(IV)抽出後も残存した。一方、有機抽出系では、二量体のみが形成された。Zr(IV)イオン周辺の局所的な配位構造とバルク抽出相における抽出剤分子の構造の違いが、フルオラス抽出系における高いZr(IV)抽出性能に寄与していると推測している。特に、フルオラス相中のZr(IV)濃度が増加しても凝集体の大きさはほとんど変化せず、これはフルオラス抽出系で相分離が起こらないことと密接に関係していると考えられる。
Micheau, C.; 上田 祐生; 元川 竜平; 阿久津 和宏*; 山田 悟史*; 山田 雅子*; Moussaoui, S. A.*; Makombe, E.*; Meyer, D.*; Berthon, L.*; et al.
Journal of Molecular Liquids, 401, p.124372_1 - 124372_12, 2024/05
被引用回数：1 パーセンタイル：65.37(Chemistry, Physical)Supramolecular organization of amphiphilic extractant molecules is involved in metal cation selectivity and separation kinetics during solvent extraction. The relationship between extractant associates/aggregates formed in the organic bulk phase and at the liquid-liquid interface is poorly understood even though it affects the extraction mechanism. The nanoscopic structures of the extraction systems N,N,N',N'-tetrahexylmalonamide (THMA) in toluene and N,N'-dibutyl-N,N'-dimethyl-2-tetradecylmalonamide (DBMA) in n-heptane, used for either Pd(II) or Nd(III) selective extraction from an acidic aqueous phase, were examined. These systems present markedly different affinity for Pd(II) and Nd(III), and extraction kinetics. Extractant organization in the organic bulk phase and at the interface were compared by small-angle X-ray scattering, interfacial tension, and neutron reflectivity. THMA in toluene forms small associates in the organic bulk phase and accumulates in a diffuse layer at the interface, decreasing Pd(II) coordination probability and resulting in slow extraction. DBMA in n-heptane forms large aggregates and a compact, dense interfacial layer, resulting in rapid Pd(II) and Nd(III) extraction. Thus, Pd(II) extraction is driven by interfacial coordination alone, whereas the incorporation of Nd(III) into the core of large aggregates governs Nd(III) extraction in the interfacial layer. These results suggest that the interface should be described as a nanoscale interphase containing a high extractant concentration compared with the organic bulk phase.
冠城 雅晃; 山田 寛尚*; 宮川 毅*; 森河 良太*; 高須 昌子*; 加藤 宝光*; 上坂 充*
Polymer Journal, 48(2), p.189 - 195, 2016/02
被引用回数：5 パーセンタイル：17.65(Polymer Science)本研究は、テロメア一本鎖DNAとPOT1について分子動力学シミュレーションを100ns行った。テロメアDNAとPOT1の結合状態を確認するため、POT1の
原子とテロメアDNAのO5'原子の距離を計算した。そして、単独状態と結合状態において、テロメア一本鎖DNAの両端塩基間距離、根平均二乗距離(RMSD)、慣性半径を計算した。さらに、単独状態と結合状態の根平均二乗揺らぎ(RMSF)を比較し、POT1とテロメアDNAの間の水素結合の平均数も計算した。グリニシン94(Gln94)と一本鎖テロメアDNAでPOT1と最近接なTTAGGGの一番目(G')のグアニンの間に水素結合が最頻度で現れる。そして、Gln94とG'が単独状態と結合状態でのRMSF値の差が最大になる。本研究では、Gln94とG'は、結合系において重要な部分で、結合状態の安定性に関係していると結論づけている。
村上 洋; 佐田 智子*; 山田 真沙子*; 原田 雅史*
Physical Review E, 88(5), p.052304_1 - 052304_8, 2013/11
被引用回数：4 パーセンタイル：28.36(Physics, Fluids & Plasmas)本研究の目的は、逆ミセル溶液中の水の配置ダイナミクスの温度変化を調べ、ダイナミクスの空間束縛効果の詳細を明らかにすることである。そこで、逆ミセル内に色素分子を導入し、色素分子の可視吸収スペクトルを観察することで、逆ミセル溶液中の水分子の挙動について検討した。溶媒,界面活性剤及びプローブ色素としてそれぞれ、イソオクタン, AOT及びローダミン6Gを用いた。測定したWo(=[H
O]/[AOT])は2, 3と5である。室温付近からイソオクタンの融点付近(170K)の温度範囲で、ダブルビーム光学系を構築し試料の吸収スペクトルを測定した。吸収スペクトルの解析は配位座標モデルを用いて行った。その結果、色素分子の周りの水の拡散的運動は、室温付近で凍結しているが、水の融点より低いある温度以下で活性化されることが分かった。これは、逆ミセルによる水の空間拘束がその温度で顕著に減少することを示し、水と色素分子が逆ミセルから流出すると考えると理解できる。さらに、温度を下げると210K付近でその拡散運動が再び凍結する。
村上 洋; 佐田 智子*; 山田 真沙子*; 原田 雅史*
no journal, ,
ナノメートルスケールの微小液滴を保持する逆ミセルは、水やその中に可溶化された生体高分子の動的性質や機能に及ぼす空間束縛効果を調べるために適した系であり、細胞モデルと考えることができる。本研究の目的は、逆ミセル内の水のダイナミクスの温度変化を170Kから340Kの間で調べ、そのダイナミクスの空間束縛効果の詳細を明らかにすることである。そこで、逆ミセル内に色素分子を導入し、色素分子の可視吸収スペクトルを観察することで、逆ミセル内部の水分子の挙動について検討した。そのスペクトル幅は溶媒の拡散運動とフォノン的運動に起因する。微小水滴の半径が1ナノメートル程度以下の逆ミセル中色素のスペクトル幅の温度依存性は色素水溶液や色素アルコール溶液の結果とは異なり、溶媒の拡散・フォノン的運動の温度変化に空間束縛効果が現れることがわかった。
不破 康裕; 栗山 靖敏*; 岩下 芳久*; 広田 克也*; 山田 雅子*; 北口 雅暁*; 清水 裕彦*
no journal, ,
磁気勾配による反射を用いた中性子ミラーは開発中である。中性子は磁気双極子モーメントを持つため、磁場勾配により力を受ける。この現象を利用し、永久磁石をハルバッハアレイの平面状に配置することで、中性子に対するポテンシャルウォールを形成することができる。このポテンシャルウォールは偏極中性子ビームのミラーとして機能する。これまでに高さ20mm、幅30mmのミラーを試作し、JRR-3のMINE2ポートで予備的な中性子反射実験を行った。次のステップとしてより大きなサイズのミラーを製作し、J-PARC MLFで実験を行う予定である。本発表では、ミラーの原理、JRR-3での予備実験結果及びJ-PARCでの実験に向けたミラー製作状況について報告する。
村上 洋; 佐田 智子; 山田 真紗子*; 原田 雅史*
no journal, ,
ナノメートルスケールの微小液滴を保持する逆ミセルは、水やその中に可溶化された生体高分子の動的性質や機能に及ぼす空間束縛効果を調べるために適した系であり、細胞モデルと考えることができる。本研究の目的は、逆ミセル内の水のダイナミクスの温度変化を170Kから340Kの間で調べ、そのダイナミクスの空間束縛効果の詳細を明らかにすることである。そこで、逆ミセル内に色素分子を導入し、色素分子の可視吸収スペクトルを観察することで、逆ミセル内部の水分子の挙動について検討した。そのスペクトル幅は溶媒の拡散運動とフォノン的運動に起因する。微小水滴の半径が1ナノメートル程度以下の逆ミセル中色素のスペクトル幅の温度依存性は色素水溶液や色素アルコール溶液の結果とは異なり、溶媒の拡散・フォノン的運動の温度変化に空間束縛効果が現れることがわかった。
不破 康裕; 岩下 芳久*; 栗山 靖敏*; 山田 雅子*; 広田 克也*; 北口 雅暁*; 清水 裕彦*
no journal, ,
中性子はスピンに随伴する磁気能率を有するため、磁場の勾配との相互作用により力を受ける。この力の向きは磁場勾配ベクトルの向きと一致し、スピンの向きに応じて逆方向に力が働く。この力を活用することにより中性子ビームを操作することができる。ビーム軸に対して横方向に磁場勾配を設けるとビームが偏向作用をうける。したがって、6極磁石を用いて磁場を発生させるとビーム軸中心からの距離に比例して磁場勾配が変化するため、レンズと同様の作用を生じ、中性子ビームを集束させることができる。また、永久磁石を平面上にハルバッハ配列で並べて面の法線方向に一様に磁場勾配を発生させることで、中性子ビームの反射壁が形成でき、これをダクト状に組み合わせることでガイド管とすることができる。ビーム軸に対して縦方向に磁場勾配を配置すると中性子のエネルギーを変化させることができる。このエネルギーの変化は中性子がただ通過した場合はその積分値がゼロとなるが、磁場勾配中でスピンを反転させると反転させた場所の磁束密度に対応するエネルギーで中性子ビームを加減速することができる。これを応用することで中性子ビームの空間的な集群やエネルギー変調が可能となる。本発表では、中性子ビーム操作のために開発している機器の原理と構成、および今後計画している実験を概説し、それらの応用可能性を議論する。
村上 洋; 佐田 智子; 山田 真紗子*; 原田 雅史*
no journal, ,
ナノメートルスケールの微小液滴を保持する逆ミセルは、水の構造・ダイナミクスに及ぼす空間束縛効果を調べるために適した系である。また、細胞内の水の状態のモデルの一つでもある。本研究の目的は、逆ミセル内の水のダイナミクスの温度変化を溶媒イソオクタンの融点付近の170Kから340Kの間で調べ、ダイナミクスの空間束縛効果の詳細を明らかにすることである。そこで、逆ミセル内に色素分子を導入し、色素分子の可視吸収スペクトルを観察することで、逆ミセル内部の水分子の挙動について検討した。そのスペクトル幅は溶媒の拡散運動とフォノン的運動に起因する。微小水滴の半径が1ナノメートル程度以下の逆ミセル中色素のスペクトル幅の温度依存性は色素水溶液や色素アルコール溶液の結果とは異なり、溶媒の拡散・フォノン的運動の温度変化に空間束縛効果が現れることがわかった。
Micheau, C.; 元川 竜平; 上田 祐生; 阿久津 和宏*; 山田 悟史*; 山田 雅子*; Bourgeois, D.*; Berthon, L.*
no journal, ,
DIAMEX process uses malonamide molecules for the separation and co-extraction of actinides and lanthanides from the raffinate of the PUREX process. Recent study on the use of malonamide molecules for the extraction and separation of PdII and NdIII by solvent extraction has pointed out two main driving forces that could explain the selectivity. Coordination and extractant aggregation. It has been demonstrated that Pd only needs coordination to be extracted whereas Nd needs in addition the aggregation of the extractant. Extractant aggregation can be beneficial for solvent extraction process if it can be controlled to enhance separation. In order to confirm a potential correlation between the separation efficiency and the extractant aggregation, a model malonamide molecule was investigated. This extractant was dissolved, at room temperature, in pure n-heptane, pure toluene, and mixtures of both solvents at different ratios, and contacted with different nitric acid solutions with and without metal ions. These two solvents possess different relative permittivity, and topology with an aromatic ring for toluene that could lead to additional pi-interaction with the extractant. Distribution ratios of Pd and Nd, as well as separation factors were determined. In parallel, small angle neutron scattering technique was used to determine the size and shape of the aggregates formed. From these results, it can be said that heptane promotes the formation of large assemblies, whereas the presence of toluene tends to reduce the size of the assemblies which was directly correlated to extraction separation efficiency.
村上 洋; 佐田 智子; 山田 真紗子*; 原田 雅史*
no journal, ,
ナノメートルスケールの微小液滴を保持する逆ミセルは、水の構造・ダイナミクスに及ぼす空間束縛効果を調べるために適した系である。また、細胞内の水の状態のモデルの一つでもある。本研究の目的は、逆ミセル内の水のダイナミクスの温度変化を溶媒イソオクタンの融点付近の170Kから340Kの間で調べ、ダイナミクスの空間束縛効果の詳細を明らかにすることである。そこで、逆ミセル内に色素分子を導入し、色素分子の可視吸収スペクトルを観察することで、逆ミセル内部の水分子の挙動について検討した。そのスペクトル幅は溶媒の拡散運動とフォノン的運動に起因する。微小水滴の半径が1ナノメートル程度以下の逆ミセル中色素のスペクトル幅の温度依存性は色素水溶液や色素アルコール溶液の結果とは異なり、溶媒の拡散・フォノン的運動の温度変化に空間束縛効果が現れることがわかった。
村上 洋; 佐田 智子*; 山田 真沙子*; 原田 雅史*
no journal, ,
本研究の目的は、逆ミセル溶液中の水の配置ダイナミクスの温度変化を調べ、ダイナミクスの空間束縛効果の詳細を明らかにすることである。そこで、逆ミセル内に色素分子を導入し、色素分子の可視吸収スペクトルを観察することで、逆ミセル溶液中の水分子の挙動について検討した。溶媒、界面活性剤及びプローブ色素としてそれぞれ、イソオクタン、AOT及びローダミン6Gを用いた。測定したWo(=[HO]/[AOT])は2, 3と5である。室温付近からイソオクタンの融点付近(170K)の温度範囲で、ダブルビーム光学系を構築し試料の吸収スペクトルを測定した。吸収スペクトルの解析は配位座標モデルを用いて行った。その結果、色素分子の周りの水の拡散的運動は、室温付近で凍結しているが、水の融点より低いある温度以下で活性化されることが分かった。これは、逆ミセルによる水の空間拘束がその温度で顕著に減少することを示し、水と色素分子が逆ミセルから流出すると考えると理解できる。さらに、温度を下げると210K付近でその拡散運動が再び凍結する。
村上 洋; 山田 真紗子*; 佐田 智子; 原田 雅史*
no journal, ,
ナノメートルスケールの微小液滴を保持する逆ミセルは、水の構造・ダイナミクスに及ぼす空間束縛効果を調べるために適した系である。また、細胞内の水の状態のモデルの一つでもある。本研究の目的は、逆ミセル内の水のダイナミクスの温度変化を溶媒イソオクタンの融点付近の170Kから340Kの間で調べ、ダイナミクスの空間束縛効果の詳細を明らかにすることである。そこで、逆ミセル内に色素分子を導入し、色素分子の可視吸収スペクトルを観察することで、逆ミセル内部の水分子の挙動について検討した。そのスペクトル幅は溶媒の拡散運動とフォノン的運動に起因する。微小水滴の半径が1ナノメートル程度以下の逆ミセル中色素のスペクトル幅の温度依存性は色素水溶液や色素アルコール溶液の結果とは異なり、溶媒の拡散・フォノン的運動の温度変化に空間束縛効果が現れることがわかった。
