2021 Fiscal Year Research-status Report

液液光導波路分光法とそのCFD解析による、混じり合う液液界面での化学反応解析

Research Project

Project/Area Number	21K05126
Research Institution	Kobe University
Principal Investigator	角田欣一神戸大学, 海事科学研究科, 客員教授 (30175468)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	堀田弘樹神戸大学, 海事科学研究科, 教授 (80397603)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2025-03-31
Keywords	液液光導波路 / 液液界面 / 数値流体力学計算 / 電子移動反応 / 錯形成反応
Outline of Annual Research Achievements	本研究では以下の２つの研究課題に取り組む。すなわち、I) LLWでの電子移動反応の観察、II) CFDシミュレーションを用いたLLWでの化学反応の解析、である。本年度は、（I）に関しては、フリーラジカルの1,1-ジフェニル-2-ピクリルヒドラジル（DPPH）とアスコルビン酸（AsA）のラジカル還元反応をLLWで観察するための基礎検討を行った。また、（II）についてはAl―ルモガリオン錯体を例にとり生成過程のCFD解析のための基礎データを取得した。すなわち、（I）に関しては、DPPHとAsAはともに無蛍光のため、それらの反応をLLWで直接蛍光観察することは難しい。そこで、コア、クラッドに蛍光色素であるローダミンB(RhB)をそれぞれ等濃度加え、その蛍光強度の変化（DPPHはRhBの励起波長の光を吸収するため、AsAによりDPPHが分解されるとRhBの蛍光強度が増加する）により間接的に観察する方法を検討した。その結果、本法で基本的に測定が可能であることを見いだした。一方、（II）に関しては基本化学種の水中での拡散係数を文献、またNMRなどで求めた。その結果、すなわち、拡散係数は Al3+は 4.47×10-10 m2 /s、ルモガリオンは 4.49×10-10 m2 /s、Al3+ -ルモガリオン錯体は 2.78×10-10 m2 /s、50%エタノールは 0.352×10-9 m2 /sであった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 主にコロナ禍の影響により、研究遂行にやや制限を受け、研究の遅れを生じた。しかし、徐々に次年度以降、徐々に解消していくものと考えられる。
Strategy for Future Research Activity	（I）に関しては、本年度の検討を元に、より詳しくにDPPHとAsAの反応をLLWにより観察していく予定である。一方、（II）に関しては、今年度、測定した拡散係数などをもとに、さらにLLWにおけるAl３＋-ルミガリオン錯体反応のCFD計算を行う予定である。
Causes of Carryover	コロナ禍のため、学会出席などのための旅費を使用しなかった。使用しなかった予算は、次年度において実験や旅費などの研究遂行に使用する予定である。