2019 Fiscal Year Research-status Report
宇宙機の汚染除去を目指した真空環境下で長期間機能する光触媒の開発
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19K15211
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| Research Institution | Sophia University |
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Principal Investigator |
下迫 直樹 上智大学, 理工学部, 研究員 (80838095)
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2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 宇宙機 / 光触媒 / コンタミネーション / 二酸化チタン / 真空 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の最終目的は，軌道上における宇宙機の汚染問題を解決するために，宇宙環境下で機能する光触媒を開発することである．これまでの研究から，真空環境下では光触媒活性が低下することが分かっている．真空環境下で長期間，機能する光触媒を開発するために，①真空環境下で光触媒活性が低下する原因を詳細に調べ，②その原因をもとに真空環境下で機能する光触媒の開発を行う．
①について，二酸化チタン薄膜および窒化ガリウム薄膜によって，一般的な汚染物質であるメチルレッドの真空環境下での分解実験を行った．真空環境下において，二酸化チタンおよび窒化ガリウムはメチルレッドを中間生成物へ分解することはできるが，その中間生成物を分解することはできないことを明らかにした．真空・大気環境下での実験結果の比較，分解中の二酸化チタンの電気抵抗の変化から，メチルレッドの中間生成物を真空環境下で分解できなかった原因は，大気中酸素分子の光触媒分解への直接的な寄与がないためだと結論付けた．
②においては，メチルレッドの以外の宇宙機から放出される様々な汚染物質の分解速度を定量的に見積もるために，水晶振動子マイクロバランスを利用した実験系を構築した．水晶振動子上二酸化チタン薄膜の作製の条件出しを行い，この実験系と水晶振動子上二酸化チタン薄膜を用いて，メチルレッドの分解速度の定量的に評価することに成功した．この実験系は②の用途だけでなく，①の用途でも使用できる．
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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
研究目的である①，②のそれぞれにおいて，当初の予定通り進展しており，（2）の達成度だと評価できる．
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| Strategy for Future Research Activity |
①に関しては，メチルレッドの以外の汚染物質（オレアミドやフタル酸ビス，サリチル酸）を用いて，水晶振動子マイクロバランスを利用して同様の実験を行う．また，酸素以外に水の光触媒活性への影響を調べる．
②においては，これまでの真空環境下の分解速度低下の原因を参考に，真空環境下でも高活性な光触媒を作製する．これらの光触媒活性は，構築した水晶振動子マイクロバランスを実験系を用いて，定量的に比較する．
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