2013 Fiscal Year Annual Research Report
単一コロイド・エアロゾル液滴に基づくマイクロ分析化学
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23245015
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
喜多村 昇 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (50134838)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石坂 昌司 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (80311520)
作田 絵里 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (80554378)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | エアロゾル / コロイド粒子 / レーザー捕捉・顕微分光 / 単一微粒子 |
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| Research Abstract |
① 単一イオン交換樹脂中におけるイオン拡散過程に対するドナン膜電位依存性
単一カチオン交換樹脂中におけるマラカイトグリーン（MG+）の拡散過程をレーザー捕捉・顕微蛍光法による蛍光消光実験から明らかにした。特に、樹脂の周囲の水溶液中の水素イオン濃度により、樹脂／溶液界面に発生するドナン電位を制御して実験を行った。その結果、MG+の樹脂内拡散は樹脂／溶液界面に発生するドナン膜電位に大きく依存し、ドナン膜電位の負側への増大によりイオン拡散速度は低下すること、また、その大きさはネルンスト応答となることを明らかにした。
② 単一エアロゾル水滴の凝固点と塩濃度の解明
これまで、レーザー捕捉法により空気中に浮遊させたエアロゾル水滴はマイナス６０度程度まで氷結せず、過冷却水滴として存在することを明らかにしている。一方、過冷却エアロゾル水滴の凝固点（氷結温度）は水滴中に溶解している塩濃度に依存する事が知られているが、単一エアロゾル水滴中に溶解している塩濃度を測定した例は皆無であった。そこで、本年度は、温度および湿度制御下で単一エアロゾル水滴をレーザー捕捉し、溶解している塩（硫酸アンモニウム）濃度を顕微ラマン分光から明らかにする事を試みた。まず、水滴中に溶解している硫酸アンモニウム濃度を硫酸アンモニウムと水のラマン散乱強度比から決定できることを明らかにした。エアロゾル水滴発生のための母液中の硫酸アンモニウム濃度を0.1 ~ 1.0 mol/lとした時、エアロゾル水滴中の硫酸アンモニウム濃度は約0.1 mol/lとほぼ一定となることを明らかにした。塩濃度により水滴の蒸気圧が異なるため水滴の蒸発の程度がも異なる。これを反映してエアロゾル水滴中の硫酸アンモニウム濃度が母液濃度によらず、ほぼ一定となることを実験的に明らかにすることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25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 |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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