| Project/Area Number |
19J13045
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 14030:Applied plasma science-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
榊原 教貴 東京大学, 新領域創成科学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | プラズマ / 氷 / 太陽系 / 凍結 / 水和電子 / フェムト秒レーザー |
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| Outline of Research at the Start |
地球上空や宇宙環境等の低温極限環境では、電磁波や荷電粒子に曝された氷の表面において多様な励起種・反応経路が一体となった複雑な不均一反応場が形成され、大気・宇宙環境に大きな影響を及ぼす。本研究ではそのような低温極限環境で進行する化学反応の特異性の解明を目的に、そのモデル反応場として電磁波や高エネルギーな荷電粒子・励起種が混在した状態であるプラズマを氷と共存させたプラズマ／氷界面に着目し、その体系的な理解を目指す。数Kから273 K（水の融点）に至る氷点下温度領域において網羅的に温度を制御しながら、prebioticな有機分子の合成や振動分光法による界面反応場の診断を行い系統的に研究を進めていく。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、プラズマ／氷界面反応場の創製および応用を目標として遂行された。
申請者は本年度、前年度までに達成してきた自然科学への応用としての極低温宇宙環境氷天体に特有な物質生成過程の模擬、および工学への応用としてのプラズマ支援凍結テンプレート法の開発、をさらに強く推し進めた。前者については、太陽系氷天体の色分布に新たな説明を与えうる低温環境に特有な赤色物質の同定を目指し、赤色物質生成過程の温度依存性を解明することで、赤色物質同定に向けて大変有用な知見を得た。後者については、懸濁溶液の凍結に由来した凍結面の自己組織化構造を反映した表面構造を持つ複合薄膜の作製に成功し、凍結温度に応じた構造および光触媒性能の制御を実証した。本成果は凍結面の構造を積極的に用いた初めての材料作製プロセスであり、特徴的構造を持つ複合薄膜作製への新たな設計指針としてさらなる展開が期待される。
同時に、フェムト秒レーザーを用いた最先端計測手法を駆使することで、プラズマ／氷界面反応場において重要な役割を果たすプラズマ誘起液相反応場における水和電子挙動の計測を遂行した。プラズマ環境に特有の長寿命な水和電子挙動を見出すことに成功し、プラズマ／氷界面反応場の応用に向けた新たな設計指針が示された。
以上により、プラズマ／氷界面反応場の自然科学および工学への応用をさらに推し進めると同時に、新たにレーザー計測を用いることでプラズマ環境に特有な活性種挙動の解明にも成功した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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