KAKEN — 研究課題をさがす | 研究者番号: 70377993

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検索結果: 9件 / 研究者番号: 70377993

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1. 非平衡過程の実空間観察手法の転換：TEMによる溶液からの核生成過程の解明

研究課題

研究種目	基盤研究(S)
審査区分	大区分D
研究機関	北海道大学
研究代表者	木村勇気北海道大学, 低温科学研究所, 教授
研究期間 (年度)	2020-08-31 – 2025-03-31交付
キーワード	核生成 / ナノ粒子 / 透過型電子顕微鏡 / その場観察 / 結晶成長
研究開始時の研究の概要	核生成は物質形成の最初期のプロセスであり、科学から産業に至る様々な分野の鍵であるが、その理解は極めて限定的である。従前は、核生成がナノ領域で高速に、かつ確率的におこる現象で実空間観察が非常に困難な点が課題であった。本課題では、透過型電子顕微鏡に機械学習を導入した非平衡過程の実空間における動的観察手法 ...
研究実績の概要	2022年度までに開発した機械学習による、画像の鮮明化、核生成の早期検出、粒子サイズ計測を機械学習の３つのアルゴリズムを用いたリアルタイム画像改善・計測によって,核生成や化学反応の動的な観察時などに、観察すべき時空間をガイドしてもらうことで、結晶核をいち早く高分解能観察したり、素早く電子回折パターン ...
現在までの達成度 (区分)	1: 当初の計画以上に進展している
中間評価所見 (区分)	A: 研究領域の設定目的に照らして、期待どおりの進展が認められる

この課題の研究成果物	国際共同研究 (10件) 雑誌論文 (36件うち国際共著 5件、査読あり 32件、オープンアクセス 13件) 学会発表 (94件うち国際学会 15件、招待講演 38件) 図書 (2件) 備考 (2件)

2. TEM直接観察による水溶液からの核生成過程の鍵因子の探索

研究課題

研究種目	基盤研究(A)
審査区分	中区分28:ナノマイクロ科学およびその関連分野
研究機関	北海道大学
研究代表者	木村勇気北海道大学, 低温科学研究所, 准教授
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2021-03-31中途終了
キーワード	核生成 / 結晶成長 / 透過型電子顕微鏡 / 機械学習 / ナノ粒子 / その場観察 / 結晶化
研究開始時の研究の概要	核生成は物質形成の最初期のプロセスであり、科学から産業に至る様々な分野の鍵となるにもかかわらず、その理解は極めて限定的である。これは、核生成がナノ領域で高速に、かつ確率的におこる現象で実空間観察が非常に困難なためである。本研究では、透過型電子顕微鏡（TEM）を用いたその場観察で、溶液から前駆体を経て ...
研究実績の概要	核生成は物質形成の最初期のプロセスであり、科学から産業に至る様々な分野の鍵となるにもかかわらず、その理解は極めて限定的である。これは、核生成がナノ領域で高速に、かつ確率的におこる現象で実空間観察が非常に困難なためである。

この課題の研究成果物	雑誌論文 (2件うち査読あり 2件) 学会発表 (2件うち国際学会 1件、招待講演 1件)

3. 大規模数値計算によるダスト付着成長の微物理の発展

研究課題

研究種目	基盤研究(C)
審査区分	小区分17010:宇宙惑星科学関連
研究機関	東北大学
研究代表者	田中秀和東北大学, 理学研究科, 教授
研究期間 (年度)	2019-04-01 – 2024-03-31完了
キーワード	原始惑星系円盤 / ダスト / ダスト衝突破壊 / 惑星形成 / 微惑星 / 衝突破壊 / ダスト構造 / 焼結 / 分子動力学計算
研究開始時の研究の概要	本研究では，粒子を分子で構成した大規模分子動力学計算を実行しミクロレベルから徹底的に調べ，微粒子間相互作用モデルを構築する．シンタリング(焼結)による微粒子間結合の強化の効果も相互作用モデルに組み込む．構築した微粒子間相互作用モデルを用いたダスト衝突のN体数値計算を大量に行い，新たなダスト付着成長の ...
研究成果の概要	本研究では、ダスト微粒子相互作用モデルを分子動力学計算で分子レベルから調べ明らかにした上で、この最新相互作用モデルを用いダスト集合体の衝突の大規模サーベイ計算を行うことで、高精度かつ詳細なダスト微物理モデルを構築した。分子動力学計算の研究では、比較的低速な衝突でも強いエネルギー散逸が起こることが示さ ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (20件うち国際共著 4件、査読あり 20件、オープンアクセス 13件) 学会発表 (22件うち国際学会 7件)

4. 宇宙ダスト生成解明に向けた核生成理論モデルの構築

研究課題

研究種目	基盤研究(C)
審査区分	小区分16010:天文学関連
研究機関	東北大学
研究代表者	田中今日子東北大学, 理学研究科, 客員研究者
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2024-03-31完了
キーワード	核生成 / 氷 / 固体微粒子 / 雲 / アモルファス / 宇宙ダスト / 夜光雲 / 火星 / 凝縮 / 分子動力学計算 / 褐色矮星 / 中間圏 / 金属 / 鉄 / 水 / 星間ダスト
研究成果の概要	宇宙環境や地球大気における固体微粒子（ダスト）の生成と進化に関する総合的な理解を目指し、気相からの凝縮核生成や結晶化過程を理論モデルや分子動力学（MD）計算などの手法を用いて調べた。特に宇宙の主要物質である氷について、MD計算から得られた知見や理論モデルを用いて、凝縮と結晶化過程を定量的に議論し、地 ...

この課題の研究成果物	国際共同研究 (11件) 雑誌論文 (14件うち国際共著 7件、査読あり 12件、オープンアクセス 7件) 学会発表 (27件うち国際学会 2件、招待講演 1件) 備考 (4件)

5. 固体微粒子凝縮・結晶化理論の微惑星衝撃波による物質進化への応用

公募研究

研究種目	新学術領域研究(研究領域提案型)
審査区分	理工系
研究機関	北海道大学
研究代表者	田中今日子北海道大学, 低温科学研究所, 学術研究員
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2018-03-31完了
キーワード	微惑星 / 衝撃波 / 結晶化 / ダスト / 固体微粒子 / 核生成 / 木星形成 / 分子動力学計算 / 惑星物質 / 熱進化 / 惑星起源・進化
研究実績の概要	微惑星衝撃波は小惑星帯など巨大惑星軌道の内外で恒常的に発生し、惑星材料物質であるダストや微惑星に対し加熱、熱変性、蒸発、再凝縮、結晶化等を引き起こす。大規模並列計算用の分子動力学（MD)計算コード（LAMMPS）を用いて、気相から液相あるいは非晶質相へ凝縮した粒子がのちに結晶化する様子を再現した。M ...
研究領域	宇宙における分子進化：星間雲から原始惑星系へ

この課題の研究成果物	国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件うち国際共著 4件、査読あり 5件、謝辞記載あり 3件、オープンアクセス 1件) 学会発表 (16件うち国際学会 1件、招待講演 4件)

6. 宇宙ダスト生成過程の解明に向けた核生成理論モデルの検証

研究課題

研究種目	基盤研究(C)
研究分野	天文学
研究機関	東北大学 (2018) 北海道大学 (2015-2017)
研究代表者	田中今日子東北大学, 理学研究科, 客員研究者
研究期間 (年度)	2015-04-01 – 2019-03-31完了
キーワード	宇宙ダスト / 凝縮 / 核生成 / アモルファス / 結晶化 / 分子動力学計算
研究成果の概要	近年の赤外天文観測などにより、宇宙ダストは宇宙環境の中でアモルファス相（非晶質相)や結晶相などの状態を取ることが明らかになっている。宇宙ダストがどのような状態で生成し、進化するのかは相変化の初期に起こる核生成過程が鍵となる。我々は精度の高い核生成理論モデルの構築を目指し、主要な宇宙固体物質である水の ...

この課題の研究成果物	国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (9件うち国際共著 5件、査読あり 8件、謝辞記載あり 5件、オープンアクセス 1件) 学会発表 (24件うち国際学会 5件、招待講演 5件) 備考 (3件)

7. 核生成

研究課題

研究種目	基盤研究(S)
研究分野	ナノ構造物理
研究機関	北海道大学
研究代表者	木村勇気北海道大学, 低温科学研究所, 准教授
研究期間 (年度)	2015-05-29 – 2020-03-31完了
キーワード	ナノ粒子 / 透過電子顕微鏡 / 結晶成長 / その場観察 / 宇宙ダスト / ナノ / 核生成 / 透過型電子顕微鏡 / 結晶化 / 水和層
研究成果の概要	我々は、独自の実験装置群を構築して結晶化の初期過程に多角的に迫ることで、気相からの核生成を支配する鍵因子はナノ粒子の融点降下と付着確率（ダイマーの形成）にあることを示した。また、溶液からの核生成過程をその場観察できる透過型電子顕微鏡法を確立し、タンパク質の結晶化における水和層の役割を解明した。気相と ...
検証結果 (区分)	A
評価結果 (区分)	A: 当初目標に向けて順調に研究が進展しており、期待どおりの成果が見込まれる

この課題の研究成果物	国際共同研究 (20件) 雑誌論文 (42件うち国際共著 13件、査読あり 39件、オープンアクセス 9件、謝辞記載あり 10件) 学会発表 (140件うち国際学会 45件、招待講演 29件) 図書 (2件) 備考 (15件)

8. 木星形成後の微惑星衝撃波による物質進化モデルの構築

公募研究

研究種目	新学術領域研究(研究領域提案型)
審査区分	理工系
研究機関	北海道大学
研究代表者	田中今日子北海道大学, 低温科学研究所, 特別研究員
研究期間 (年度)	2014-04-01 – 2016-03-31完了
キーワード	微惑星 / 衝撃波 / コンドリュール / 木星 / 木星形成 / 結晶質シリケイト
研究実績の概要	木星の重力摂動により高い離心率になる微惑星が作る微惑星衝撃波に着目し、それによる物質進化について調べた。木星型惑星の重力摂動のもとでの微惑星の軌道進化計算を行い、微惑星がどの程度の離心率を持つのか、惑星の質量や円盤質量などをパラメータとして計算を行った。本研究では木星型惑星の重力相互作用だけでなく、 ...
研究領域	宇宙における分子進化：星間雲から原始惑星系へ

この課題の研究成果物	国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件うち国際共著 2件、査読あり 6件、謝辞記載あり 4件、オープンアクセス 4件) 学会発表 (15件うち国際学会 3件、招待講演 1件) 備考 (3件)

9. 新たなダスト発生機構：微惑星衝撃波による微惑星蒸発の検討

公募研究

研究種目	新学術領域研究(研究領域提案型)
審査区分	理工系
研究機関	北海道大学
研究代表者	田中今日子北海道大学, 低温科学研究所, その他
研究期間 (年度)	2012-04-01 – 2014-03-31採択後辞退
キーワード	微惑星 / 蒸発 / 衝撃波 / 原始惑星系円盤 / 氷
研究実績の概要	従来の惑星形成シナリオにおいて見落とされてきた新しいプロセス「微惑星衝撃波による微惑星蒸発と凝縮によるダスト生成過程」について調べた。惑星成長期において微惑星衝撃波は頻繁に発生する。衝撃波後面で加熱されたガスは微惑星を加熱し表面物質は蒸発する。その後、蒸気ガスは再凝縮し固体微粒子（ダスト）を生成する ...
現在までの達成度 (区分)	2: おおむね順調に進展している
研究領域	太陽系外惑星の新機軸：地球型惑星へ

この課題の研究成果物	雑誌論文 (4件うち査読あり 2件) 学会発表 (7件)