| Project/Area Number |
22K14644
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 32010:Fundamental physical chemistry-related
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
Nojima Yuki 筑波大学, 数理物質系, 助教 (90756404)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | 脂肪酸単分子膜 / 和周波発生分光 / ヘテロダイン検出 / エアロゾル表面 / 大気化学反応 |
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| Outline of Research at the Start |
気候に大きな影響を与えるエアロゾルの生成過程において気液界面は重要な役割を担っている．エアロゾル表面は脂肪酸単分子膜で覆われているが，その界面に分子レベルの不均一性が存在することが示唆されており，それがエアロゾル界面での反応気候に影響を与えている可能性がある．本研究では界面選択的な手法である和周波発生分光を，エアロゾルのモデル系である空気/脂肪酸水溶液界面に適用し，その界面に存在する不均一性とはどの様なものか，そして界面で化学反応が進行する時にその構造がどの様に変化するかを評価することで，大気化学と基礎物理化学を関連づけることを目指す．
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| Outline of Final Research Achievements |
Aerosols can have a large influence on the climate and the human health, and air/liquid and solid/liquid interfaces play an important role on their formation processes. We investigated the molecular orientation of chains of fatty acids at air/water interfaces, which can be a good model of aerosol surfaces, by heterodyne-detected sum frequency generation spectroscopy. The estimated molecular orientation for the fatty acid/water solution showed an odd-even effect: higher molecular orientational order for even-numbered fatty acids. Proton dissociation of fatty acids can affect the distribution of fatty acids between the interface and the bulk. Thus, molecular orientation of fatty acids for the acidic and the basic solutions were also estimated. In contrast to the water solution, the estimated orientation showed no clear odd-even effect. The presence of both hydrated and dehydrated fatty acids may be related to the observed odd-even effect.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
海洋エアロゾルを覆う有機酸の膜として，パルミチン酸(炭素数16)やステアリン酸(炭 素数18)などのノナン酸よりも炭化水素鎖が長い脂肪酸に関する研究は数多く報告されてい るが，ノナン酸のように溶液界面で Gibbs膜を形成する脂肪酸の微視的構造に関する報告はまだ少なく，基礎的なデータも十分 に揃っていない.ノナン酸をはじめとする炭素数9から12の脂肪酸は香料などにも利用され るため，これらの脂肪酸の水溶液界面における微視的構造について調べることで，大気化学 に限らず，工業分野にとっても有益な情報を提供できる.
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