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【研究概要】

?非常に薄い领域に闭じ込められた水の构造は、闭じ込めの効果よりも界面との接触の効果で説明できることを解明。
?第一原理分子動力学法、机械学习分子動力学法の組み合わせによって、記述の難しい複合界面の和周波発生（SFG）分光スペクトル^注1）を计算。

黑料网大学院工学研究科の大戸 達彦 准教授らの研究グループは、マックスプランクポリマー研究所（ドイツ）、厦門大学（中国）、東南大学（中国）との共同研究で、ナノメートルレベルの空间に闭じ込められた水の构造を和周波発生分光スペクトルの理论シミュレーションと计测を通じて明らかにしました。
　ナノスケールの领域に闭じ込められた水は、通常の状态にある水とは大きく异なる物性を示すことが発见されてきましたが、その性质がどのような特异な水素结合ネットワークに起因するのかは未解明でした。グラフェンとフッ化カルシウム（颁补贵?）に挟まれた水に対して和周波発生振动分光スペクトルの测定と理论シミュレーションを行うことで、闭じ込められた水の构造はそれぞれの界面の効果の足し合わせで决まっていることが明らかになりました。
従来考えられていた厚みよりも非常に薄い8?（オングストローム）程度までは界面接触効果が水の构造に与える影响が支配的であることを明らかにしたことで、ナノ构造を活用した新规材料设计への本知见の活用が期待されます。
本研究成果は、2025年8月7日付で学術誌『Nature Communications』に掲載されました。

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【用语説明】

注1）和周波発生(厂贵骋)分光スペクトル：
赤外线と可视光线を混合することで、非线形光学応答により和周波を持つ光が生成される。この和周波光は中心対称性を持つ媒体からは発生しないため、対称性の破れた界面の分子振动を検出することができる。さらにヘテロダイン検出を行うことで厂贵骋応答の虚部を直接测定すると、スペクトルの符号が双极子モーメントの向きに対応することから、界面の分子の配向も知ることができる。

【论文情报】

雑誌名：Nature Communications
論文タイトル：Interfaces Govern Structure of Angstrom-scale Confined Water（オングスロームレベルで閉じ込められた水の構造は界面が決定する）
著者：Yongkang Wang, Fujie Tang, Xiaoqing Yu, Kuo-Yang Chiang, Chun-Chieh Yu, Tatsuhiko Ohto, Yunfei Chen, Yuki Nagata, Mischa Bonn　（下線は本学関係者）
DOI: 10.1038/s41467-025-62625-w
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【研究代表者】