京都大学教育研究振興財団助成事業
成 果 報 告 書
平成20年10月31日
財団法人京都大学教育研究振興財団会 長

辻事 業 区 分井昭

雄様

所属部局

工学研究科物質エネルギー化学専攻

職

名

准教授

氏

名

山 本 雅 博平成２０年度 ・ 短期招へい助成
所属・職名

スイス連邦工科大学・教授

氏

Hubert H. Girault

招へいした研究者
名

研 究 課 題 名

分極性イオン液体｜ソフトマター界面の研究:
Polarised soft interfaces with ionic liquids

招 へ い 期 間

平成20年10 月1日

招へい成果の概要

タイトルは「成果の概要／報告者名」として、A４版２０００字程度・和文で作成し、添付して下さい。 「成果の概要」以外に添付する資料 □ 無■ 有( 資料１，２ )〜

平成20年10月30日

交付を受けた助成金額

450,000 円

使 用 し た 助 成 金 額

450,000 円

返納すべき助成金額

会 計 報 告助 成 金の 使途 内訳( 使用 旅費 の内 容)

渡航費

144,000円

滞在費 アパート代

219,750円

国内旅費86,250円

成果の概要/京都大学工学研究科物質エネルギー化学専攻

山本雅博

スイス，ローザンヌ，EPFL，化学技術研究所長の Hubert H. Girault 教授は平成２０年の１０月１日から１０月３０日までの３０日間京都大学工学研究科物質エネルギー化学専攻の垣内研究室に滞在して，分極性イオン液体｜ソフトマター界面の研究(Polarised soft interfaces with ionic liquids)について議論・実験をおこなった。本訪問は，Girault 教授の６ヶ月のサバチカルにより実現したものである。Girault 教授はこの期間内に液液界面の電気化学に関する review“Electrochemistry at liquid|liquid interface”を執筆中であり，今回の訪問中にイオン液体と水の界面に関する電気化学に関する内容を研究室構成員との議論により review に加筆した。
Girault 教授は，1,2-ジクロロエタン（有機相）|水界面でのデカメチルフェロセン（あるいはポルフィリン）による酸素の過酸化水素への還元に最近力をいれている。この反応には油水界面でのプロトン移動と電子移動反応がカップルする反応系である。当研究室の大学院生本川氏(M2)の協力を得て，以下の実験を行った。Au(111)面上に形成したアミノエタンチオール自己組織化膜上にイミダゾリウムカチオン＋イミドアニオン系のイオン液体を滴下する。アミノエタンチオー
ルにこのイオン液体は濡れることを我々は以前見いだしており，容易に自己組織化膜上に展開することができる。既にイオン液体中に仕込んでおいたデカメチルフェロセンが酸素と反応し，イオン液体｜水界面でプロトン移動と電子移動反応がカップルする反応を金電極で検出した。我々はこの結果を論文として公表する予定である。
その他，有機相｜水相界面でのペプチドのイオン移動について，当研究室の大学院生北隅氏(D2)の実験結果についてその詳細を議論した。
滞在中の１０月７日に神戸大学理学部大堺研究室，１０月８日に京都工繊大学
工芸学部前田研究室，１０月１４日に長崎大学工学部永谷研究室，１０月１７日に大阪大学理学部渡會研究室，１０月２３日に福井大学工学部青木研究室，１０
月２８日に当専攻（GCOE）でそれぞれ講演会を開催し活発な議論がなされた。
Girault 教授により記述された英文報告書および滞在中に加筆された（黄色でマークされた部分）review paper を添付資料１，２として提出する。

Report for the visit of Prof. Hubert Girault (EPF Lausanne) to the group of Prof. Kakiuchi(Kyoto University).

The purpose of the visit was primarily to investigate how the concept of electrochemistry withionic liquids developed by the group of Prof. Kakiuchi at Kyoto University could be applied tooxygen reduction reaction (ORR). Indeed ORR is a major issue for chemical andelectrochemical energy conversion such as in fuel cells.
ORR was studied at liquid-liquid interfaces in Lausanne prior to the visit. The major drawbackof the classical liquid-liquid approach is the use of volatile and toxic organic solvents. In theprospect of a green chemistry process, ionic liquids do circumvent this problem.
Some experiments were elaborated during the visit, and preliminary results have beenobtained. The gist of this novel approach is to coat a gold electrode with a thin ionic liquidlayer, and use this coated electrode in an acidic aqueous solution, but having a lithium saltwith an anion common to the ionic liquid. In this way, we were able to prove that the inherent
polarisation of the conceived ionic liquid/water system can act as a proton pump, driving
protons to the thin ionic liquid film.

During the visit, we have also designed novel separation methods by capillary electrophoresis
with ionic liquid emulsions. The ionic liquids have been prepared in Kyoto and will be tested
in Lausanne.
Finally, both laboratories have a common interest and long standing expertise in the field ofliquid-liquid interfaces functionalised by phospholipid for biomimetic studies. During the visit,
many discussions took place and the bases of a new model of phospholipid adsorption wereestablished. Both groups will implement this model in the coming weeks, and computeadsorption isotherm. This theoretical study should provide a model to study peptide-lipidinteractions. From an experimental viewpoint, preliminary studies of peptide transfer
reactions using melittin were carried out.

All in all, at least 3 joint publications should result directly from this visit.
During his visit, Prof. Girault was invited to present his work at Kobe University (7/10), Kyoto
Institute of Technology (8/10), Nagasaki University (14/10) and Osaka University (17/10). He
also presented his work at Kyoto Univeristy (28/10).