2018 Fiscal Year Research-status Report
Study of synthesis of amino acids and organic molecules during cooling process of a hot gas plume
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18K03575
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
三重野 哲 静岡大学, 創造科学技術大学院, 教授 (50173993)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | アミノ酸 / 小惑星衝突 / 高温ガスプルーム / 衝突合成反応 / 冷却過程 / パルスアーク放電 / ガス銃 / アブレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1)宇宙での小惑星衝突を模擬し、２段式軽ガス銃を用いた衝突実験を実施した。衝突実験での「その場質量分析」用ターゲットチャンバーを開発することができた。２つの高速ゲートバルブとオリフィスを利用して、合成ガスを分析できる。予定通り、飛翔体衝突後に発生するガス状分子成分をその場でサンプルし、Q-mass質量分析器で分析した。安定した炭素分子以外に、シアンラジカル分子と見られる信号も得られた。ターゲットに重水を加えた場合、重水素由来の分子が発生することを確認できた。2) 不純物が入らないように注意して合成試料を回収して、分子分析を行った。加水分解法＋ダブシル反応後にHPLC分析を行い、種々のアミノ酸の合成を確認した。鏡像異性体アミノ酸の定量分析を現在行いつつある。３）合成試料をTEM・EDS元素分析した。その結果、合成された炭素微粒子や金属微粒子に、かなりの窒素原子が含まれることが分かった。窒素を含む種々の有機物が合成されている。４）十分に清浄した真空容器にてパルスアーク放電を行うことができた。窒素ガス中炭素電極の昇華により、合成炭素試料を得ることができた。この中に微量のアミノ酸が含まれており、その合成効率を高める工夫を実施しつつある。５）高温ガスプルームが冷却する時に起きる化学反応について、モデルを作り、合成過程を検討している。アミノ酸合成がかなり低温で起きる為、高温で発生したラジカルが冷却過程で結合して行く仮説を持っている。そして、炭素微粒子表面で、ラジカル同士が結合して、有機物を作っていると考え、その仮説を検討している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
H30年度の実施計画に沿って研究を行うことができた。1) ガス銃衝突実験の「その場質量分析」用ターゲットチャンバーを開発することができた。計画通り、飛翔体衝突後に発生するガス状分子成分をその場でサンプルし、Q-mass質量分析器で分析することができた。シアン系分子と考えられる信号を得ている。2) TEM-EDS分析により、合成した有機分子中に大量の窒素原子が含まれることが分かった。３）十分に清浄した真空容器にてパルスアーク放電を行うことができた。窒素ガス中炭素電極の昇華により、合成試料を得ることができた。微量ではあるが、アミノ酸の検出信号を得ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
計画通り、令和元年度の研究を実施する。１）パルスアーク放電のターゲット、放電、ガス条件を選び、高効率にアミノ酸が合成できる条件を見出す。２）その場質量分析法の検出効率を高め、より微量な有機分子の検出を試みる。３）アミノ酸鏡像異性体がどのくらいできているか、定量分析を行う。４）ガス銃実験において、衝突後に発生する高温ガスプルームの発生、消滅について、流体シミュレーションの手法を用い、理論と実験の整合性を調べる。そして、ラジカル分子の発生と反応について、モデルを作って行く。５）研究の中間成果を国際会議で発表する。
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| Causes of Carryover |
予算の「その他」として、試料のアミノ酸分析依頼を含めていた。しかし、実施側の予定により、H30年度内に実施することができなかった。よって、令和元年度に繰り越してこの分析を実施する。
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