2018 Fiscal Year Annual Research Report
On investigation of molecules selective transport at thermos-fluid gas-liquid interface by hybrid nonlinear optical imaging technique
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15H02223
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
佐藤 洋平 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (00344127)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 熱流動界面時空間分子選択的輸送現象 / 非線形ラマン散乱 / 非共鳴バックグラウンドノイズ / ハイブリットイメージング法 / 分子選択的輸送ダイナミクス理論 / エバネッセント波 / CARS / 平衡・非平衡領域 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
熱流動を伴う界面における分子の選択的輸送現象に関する新たなダイナミクス理論の体系化を目的として，分子の微視的挙動を計測可能とするハイブリット非線形ラマン散乱イメージング法の開発を行った．最終年度の研究成果を下記に述べる．
１．電解質溶液と石英ガラスから成る固体・液体界面に，レーザ光の全反射によるエバネッセント波を励起光として照射すると，ラマンシフト3,600付近に，非常に大きいノイズが発生することが明らかとなった．これは，石英ガラス表面のシラノール基に起因するノイズであることが判り，石英ガラスを高温炉にて，200度以上の温度で加熱することにより，低減することが可能となった．この場合，石英ガラス表面は，親水性から疎水性へと変化し，水分子の水素結合状態が変化することが明らかとなった．界面の極近傍における，イオンや分子の挙動は，介在している水分子の振動モードと水素結合状態から，間接的に評価することが可能となり，イオン価数や電気陰性度をパラメータとして，分類できることが可能となった．
２．2台のイメージング分光器に3台のEM-CCDカメラを装着し，異なるラマンシフトからのラマン散乱光のイメージング化を行い，電解質溶液の温度および濃度時空間分布のイメージング化を行った．イオンのそのものの挙動を，非侵襲にてイメージングすることが可能となり，膨大な画像データから，イオンに水和している水分子の非水素結合状態が，イオンの挙動に影響を及ぼすことが明らかとなった．
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| Research Progress Status |
平成30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 |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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