レーザー捕捉・顕微分光法の降雨発生機構解明への応用

• 研究課題/領域番号: 25410144
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 分析化学
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 石坂 昌司 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (80311520)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: レーザー捕捉法 / 顕微ラマン分光法 / エアロゾル / レーザー捕捉 / ラマン分光

研究成果の概要

エアロゾルと雲の影響は気候変動予測における最大の不確定要素の一つである。大気中の雲粒の関わる物理化学現象を理解するためには、気相中に水滴を浮遊させたまま、その物性を計測することが必要不可欠である。本研究課題では、相対湿度を制御可能な反応チャンバーを開発し、レーザー捕捉法を用いて単一微小水滴を気相中に非接触で静止させ、雲粒の発生・成長・消滅に関わる水滴の相転移を光学顕微鏡下で再現するとともに、水滴個々の化学組成、サイズ、温度を計測する手法を確立した。

研究成果

• [国際共同研究] フランス国立科学研究センター/リール第1大学(フランス)
• [雑誌論文] Near-infrared Laser-induced Temperature Elevation in Optically-trapped Aqueous Droplets in Air (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Ishizaka, J. Ma, T. Fujiwara, K. Yamauchi and N. Kitamura
  • 雑誌名: Analytical Sciences 巻: 32 号: 4 ページ: 425-430
  • DOI: 10.2116/analsci.32.425
  • NAID: 130005143823
  • ISSN: 0910-6340, 1348-2246
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reversible Control of the Equilibrium Size of a Single Aerosol Droplet by Change in Relative Humidity (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Ishizaka, K. Yamauchi, N. Kitamura
  • 雑誌名: Analytical Sciences 巻: 30 号: 11 ページ: 1075-1079
  • DOI: 10.2116/analsci.30.1075
  • NAID: 130004704341
  • ISSN: 0910-6340, 1348-2246
  • 査読あり
• [雑誌論文] <i>In situ</i> Quantification of Ammonium Sulfate in Single Aerosol Droplets by Means of Laser Trapping and Raman Spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Ishizaka, K. Yamauchi, and N. Kitamura
  • 雑誌名: Analytical Sciences 巻: 29 号: 12 ページ: 1223-1226
  • DOI: 10.2116/analsci.29.1223
  • NAID: 130004827332
  • ISSN: 0910-6340, 1348-2246
  • 査読あり
• [雑誌論文] 単一エアロゾル微小水滴のレーザー捕捉と顕微ラマン分光 (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Ishizaka, K. Yamauchi, and N. Kitamura
  • 雑誌名: 分析化学 巻: 62 号: 5 ページ: 361-367
  • DOI: 10.2116/bunsekikagaku.62.361
  • NAID: 10031159077
  • ISSN: 0525-1931
  • 査読あり
• [雑誌論文] レーザー捕捉・顕微分光法のエアロゾル微粒子系への応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石坂 昌司
  • 雑誌名: 化学工学 巻: 77 ページ: 573-575
  • NAID: 10031188035
• [学会発表] Laser trapping and spectroscopy of single supercooled water droplets in air (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Ishizaka, A. Oomae, and T. Fujiwara
  • 学会等名: PACIFICHEM 2015
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, USA
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] Laser trapping and fluorescence correlation spectroscopy for the study on viscosity of single supercooled water droplets in air (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Ishikawa, T. Fujiwara, and S. Ishizaka
  • 学会等名: PACIFICHEM 2015
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, USA
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] Laser trapping of black carbon particles in air with a single focused laser beam (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Uraoka, T. Fujiwara, and S. Ishizaka
  • 学会等名: PACIFICHEM 2015
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, USA
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] 光ピンセットで雲をつかむ計測法の開発と応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石坂昌司
  • 学会等名: 日本分析化学会中国四国支部周南地区講演会
  • 発表場所: 東ソークラブ大会議室，周南市
  • 年月日: 2015-12-11
  • 招待講演
• [学会発表] Characterization of hygroscopic properties of single aerosol particles using a laser trapping technique (2015)
  • 著者名/発表者名: F. Guo, S. Ishizaka, and T. Fujiwara
  • 学会等名: The 12th Nano Bio Info Chemistry Symposium
  • 発表場所: Hiroshima University, Higashi-Hiroshima, Japan
  • 年月日: 2015-12-05
  • 国際学会
• [学会発表] 光ピンセットを用いた単一エアロゾル液滴の化学 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石坂昌司
  • 学会等名: 第38回溶液化学シンポジウム
  • 発表場所: 高知市文化プラザかるぽーと，高知
  • 年月日: 2015-10-21
  • 招待講演
• [学会発表] 気相中の単一微粒子を対象としたレーザー捕捉法の開発と応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石坂昌司
  • 学会等名: 日本分析化学会第64年会
  • 発表場所: 九州大学伊都キャンパス，福岡
  • 年月日: 2015-09-09
  • 招待講演
• [学会発表] 気相中におけるカーボンブラックのレーザー捕捉 (2015)
  • 著者名/発表者名: 浦岡 将，石坂昌司，藤原照文
  • 学会等名: 日本分析化学会第64年会
  • 発表場所: 九州大学伊都キャンパス，福岡
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] Laser trapping and fluorescence correlation spectroscopy for the study on viscosity of single supercooled water droplet in air (2015)
  • 著者名/発表者名: 石川朋己，石坂昌司，藤原照文
  • 学会等名: 第21回中国四国支部分析化学若手セミナー
  • 発表場所: UAゼンセン中央教育センター友愛の丘，岡山
  • 年月日: 2015-07-18
• [学会発表] 気相中におけるカーボンブラックのレーザー捕捉 (2015)
  • 著者名/発表者名: 浦岡 将，石坂昌司，藤原照文
  • 学会等名: 第21回中国四国支部分析化学若手セミナー
  • 発表場所: UAゼンセン中央教育センター友愛の丘，岡山
  • 年月日: 2015-07-18
• [学会発表] 原子間力顕微鏡(AFM)の微小水滴系への応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 新田真司，石坂昌司，藤原照文
  • 学会等名: 第21回中国四国支部分析化学若手セミナー
  • 発表場所: UAゼンセン中央教育センター友愛の丘，岡山
  • 年月日: 2015-07-18
• [学会発表] 単一エアロゾル微小水滴のレーザー捕捉法とラマンスペクトル測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 溝口智穂，石坂昌司，藤原照文
  • 学会等名: 第21回中国四国支部分析化学若手セミナー
  • 発表場所: UAゼンセン中央教育センター友愛の丘，岡山
  • 年月日: 2015-07-18
• [学会発表] イオン液体／水二相系の相分離現象の温度依存性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山本千尋，石坂昌司，藤原照文
  • 学会等名: 第21回中国四国支部分析化学若手セミナー
  • 発表場所: UAゼンセン中央教育センター友愛の丘，岡山
  • 年月日: 2015-07-18
• [学会発表] レーザー捕捉・顕微分光法のエアロゾル微粒子系への応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石坂昌司，片山慶一，肖 芳，大前温子，藤原照文
  • 学会等名: 第75回分析化学討論会
  • 発表場所: 山梨大学甲府キャンパス，甲府
  • 年月日: 2015-05-23
• [学会発表] 過冷却微小水滴の粘度の温度依存性に関する研究（２） (2015)
  • 著者名/発表者名: 石川朋己，石坂昌司，藤原照文
  • 学会等名: 第75回分析化学討論会
  • 発表場所: 山梨大学甲府キャンパス，甲府
  • 年月日: 2015-05-23
• [学会発表] A study on the condensation growth processes of single aerosol droplets by means of a laser trapping technique (2014)
  • 著者名/発表者名: Fang Xiao, Shoji Ishizaka, Terufumi Fujiwara
  • 学会等名: The 11th Nano Bio Info Chemistry Symposium
  • 発表場所: Hiroshima University Higashi-Hiroshima Campus, Higashi-Hiroshima, Japan
  • 年月日: 2014-12-13
• [学会発表] Laser trapping and spectroscopy of single supercooled water droplets in air (2014)
  • 著者名/発表者名: Shoji Ishizaka
  • 学会等名: 8th Asian Photochemistry Conference
  • 発表場所: Thiruvananthapuram, Kerala, India
  • 年月日: 2014-11-10 – 2014-11-13
• [学会発表] Fluorescence correlation spectroscopy of single water droplets in air (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomoki Ishikawa, Terufumi Fujiwara, Shoji Ishizaka
  • 学会等名: 8th Asian Photochemistry Conference
  • 発表場所: Thiruvananthapuram, Kerala, India
  • 年月日: 2014-11-10 – 2014-11-13
• [学会発表] 過冷却微小水滴の粘度の温度依存性に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石川朋己、石坂昌司、藤原照文
  • 学会等名: 2014年光化学討論会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2014-10-11 – 2014-10-13
• [学会発表] レーザー捕捉･顕微ラマン分光法を用いた硫酸アンモニウムを含む過冷却微小水滴の凍結に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大前温子、石坂昌司、藤原照文
  • 学会等名: 2014年光化学討論会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2014-10-11 – 2014-10-13
• [学会発表] A study on the condensation growth processes of single aerosol droplets by means of a laser trapping technique (2014)
  • 著者名/発表者名: XIAO, Fang; ISHIZAKA, Shoji; FUJIWARA, Terufumi
  • 学会等名: 2014年光化学討論会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2014-10-11 – 2014-10-13
• [学会発表] 過冷却微小水滴の粘度の温度依存性に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石川朋己、石坂昌司、藤原照文
  • 学会等名: 日本分析化学会 第63年会
  • 発表場所: 広島大学東広島キャンパス
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [学会発表] 気相中における光誘起微小水滴発生機構に関する検討（4） (2014)
  • 著者名/発表者名: 片山慶一、石坂昌司、藤原照文
  • 学会等名: 日本分析化学会 第63年会
  • 発表場所: 広島大学東広島キャンパス
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [学会発表] レーザー捕捉・顕微ラマン分光法を用いた硫酸アンモニウムを含む過冷却微小水滴の凍結に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大前温子、石坂昌司、藤原照文
  • 学会等名: 日本分析化学会 第63年会
  • 発表場所: 広島大学東広島キャンパス
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [学会発表] A study on the condensation growth process of single aerosol droplets by means of a laser trapping technique (2014)
  • 著者名/発表者名: 肖 芳、石坂昌司、藤原照文
  • 学会等名: 日本分析化学会 第63年会
  • 発表場所: 広島大学東広島キャンパス
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [学会発表] Fluorescence correlation spectroscopy of single water droplets in the air (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomoki Ishikawa, Shoji Ishizaka, Terufumi Fujiwara
  • 学会等名: RSC Tokyo International Conference 2014
  • 発表場所: Makuhari-Messe, Chiba, Japan
  • 年月日: 2014-09-04 – 2014-09-05
• [学会発表] 単一エアロゾル水滴系への蛍光相関分光法の適応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石川朋己、石坂昌司、藤原照文
  • 学会等名: 第74回分析化学討論会
  • 発表場所: 日本大学工学部
  • 年月日: 2014-05-24 – 2014-05-25
• [学会発表] Laser trapping and spectroscopy of single supercooled water droplets in air (2014)
  • 著者名/発表者名: Shoji Ishizaka
  • 学会等名: Hiroshima Symposium on Future Science (Hi-SFs) 2014
  • 発表場所: Hiroshima University, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] レーザー捕捉法を用いた単一微小水滴の化学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石坂昌司
  • 学会等名: 結晶表面・界面での成長カイネティクスの理論とその場観察
  • 発表場所: 北海道大学低温科学研究所
  • 招待講演
• [学会発表] A laser trapping and Raman spectroscopy study on photoinduced water droplets formation in the air (2013)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Katayama, Shoji Ishizaka, Terufumi Fujiwara
  • 学会等名: RSC Tokyo International Conference 2013
  • 発表場所: International Conference Halls, Makuhari-Messe, Chiba, Japan
• [学会発表] Photochemical properties of fluorescent carbon nanodots derived from candle soot (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoki Ishikawa, Shoji Ishizaka, Terufumi Fujiwara
  • 学会等名: RSC Tokyo International Conference 2013
  • 発表場所: International Conference Halls, Makuhari-Messe, Chiba, Japan
• [学会発表] レーザー捕捉・顕微ラマン分光法を用いた過冷却微小水滴の凝固点に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石坂昌司, 山内邦裕, 藤原照文, 喜多村曻
  • 学会等名: 2013年光化学討論会
  • 発表場所: 愛媛大学 城北地区
• [学会発表] ロウソクのススを原料として調整した蛍光性炭素ナノ粒子の光化学物性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石川朋己，石坂昌司，藤原 照文
  • 学会等名: 2013年光化学討論会
  • 発表場所: 愛媛大学 城北地区
• [学会発表] レーザー捕捉・顕微ラマン分光法を用いた気相中における光誘起微小水滴発生機構に関する検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 片山慶一，石坂昌司，藤原照文
  • 学会等名: 2013年光化学討論会
  • 発表場所: 愛媛大学 城北地区
• [学会発表] 光誘起微小水滴のレーザー捕捉・顕微ラマン分光 (2013)
  • 著者名/発表者名: 片山慶一，石坂昌司，藤原照文
  • 学会等名: 2013年日本化学会中国四国支部大会
  • 発表場所: 広島大学 東広島キャンパス
• [学会発表] 蛍光相関分光法を用いたエアロゾル微小水滴の粘度計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石川朋己, 石坂昌司, 藤原照文
  • 学会等名: 2013年日本化学会中国四国支部大会
  • 発表場所: 広島大学 東広島キャンパス
• [学会発表] 気相中における過冷却水滴のレーザー捕捉・顕微ラマン分光（3） (2013)
  • 著者名/発表者名: 石坂昌司，山内邦裕，喜多村曻，藤原照文
  • 学会等名: 第73回分析化学討論会
  • 発表場所: 北海道大学函館キャンパス
• [学会発表] 気相／エアロゾル液滴界面における物質移動過程の速度論的解析（2） (2013)
  • 著者名/発表者名: 馬 姜、石坂昌司、藤原照文
  • 学会等名: 第73回分析化学討論会
  • 発表場所: 北海道大学函館キャンパス
• [学会発表] 気相中における光誘起微小水滴発生機構に関する検討（3） (2013)
  • 著者名/発表者名: 片山慶一、石坂昌司、藤原照文
  • 学会等名: 第73回分析化学討論会
  • 発表場所: 北海道大学函館キャンパス
• [学会発表] ロウソクのススを原料とした蛍光性炭素ナノ粒子の光化学物性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石川朋己、石坂昌司、藤原照文
  • 学会等名: 第73回分析化学討論会
  • 発表場所: 北海道大学函館キャンパス
• [学会発表] A laser trapping-spectroscopy study on mass transfer processes across a single micro-droplet/air interface (2013)
  • 著者名/発表者名: Jiang Ma1, Shoji Ishizaka1, Terufumi Fujiwara
  • 学会等名: 33rd International Conference on Solution Chemistry
  • 発表場所: Kyoto Terrsa, Kyooto, Japan