2015 Fiscal Year Annual Research Report
地球温暖化精密予測に向けた高分解能X線顕微鏡によるエアロゾル中の吸湿性化学種同定
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25550013
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
高橋 嘉夫 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10304396)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
仁谷 浩明 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助教 (20554603)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | エアロゾル / 走査型透過X線顕微鏡 / カルシウム / 硫黄 / 炭素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の主目的である走査型透過X線顕微鏡（Scanning Transmission X-ray Microscopy）の開発を進めた。高エネルギー加速器研究機構Photon FactoryのBL13（1号機、主に200-1800 eVのエネルギー範囲）およびBL15（主に2000-5000 eVのエネルギー範囲）で２台の装置を開発した。後者はビームラインの建設が遅れているためまだ実際の分析はできていないが、前者ではおおよそ開発が一段落し、さらにエアロゾルへの応用を特に想定して、電子収量法による検出法の開発も行った。これらの手法開発を基盤として、平成27年度は実際の試料への応用研究を進めた。特にSTXMの30 nmに迫る高い空間分解能を活かし、エアロゾル１粒子ごとの化学種解析を進め、主に以下の結果を得た。
（１）実際の応用研究に先立ち、エアロゾルへの応用を進めるために、試料周辺の手法の開発を行った。その結果、TEM用グリッドにサンプリングを行い、試料の採取位置を顕微鏡で確認した後で広い範囲でのマッピングを行うことで、容易に目的の試料位置に移動する手法を確立した。
（２）その後、エアロゾル中の主にカルシウムの化学種解析をSTXMを用いて進めた。その結果、炭酸カルシウムがシュウ酸カルシウムに一部変化していることが、エアロゾル１粒子の直接的測定から明らかになった。特に粒子表面でこうした反応が起きていることから、大気中での反応でこうした変質が起きていることが示唆された。
（３）炭素の電子収量法による分析から、海塩粒子の表面で疎水性の有機物のコーティングが生じていることが分かった。
（４）硫酸エアロゾルについて分析を進め、１ミクロン以下の微細粒子では硫酸アンモニウムが主な化学種であることが分かった。一方で、１ミクロン以上では硫酸カルシウムが主な化学種であることが分かった。
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Research Products
(63 results)
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[Journal Article] Morphology of F8T2/PC71BM Blend Film as Investigated by Scanning Transmission X-ray Microscope (STXM)2016
Author(s)
Moritomo, Y.; Yonezawa, K.; Sakurai, T.; Yasuda, T.; Takeichi, Y.; Kamioka, H.; Suga, H.; Takahashi, Y.; Yoshida, Y.; Inami, N.; Mase K.; Ono, K.
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Journal Title
Molecular Crystals and Liquid Crystals
Volume: 620
Pages: 32-37
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Design and performance of a compact scanning transmission X-ray microscope at the Photon Factory2016
Author(s)
Takeichi, Y.; Inami, N.; Suga, H.; Miyamoto, C., Ueno, T., Mase, K., Takahashi, Y., and Ono, K.
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Journal Title
Review of Scientific Instruments
Volume: 87
Pages: 013704
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Transfer of rare earth elements (REE) from manganese oxides to phosphates during early diagenesis in pelagic sediments inferred from REE patterns, X-ray absorption spectroscopy, and chemical leaching method2016
Author(s)
Takahashi, Y.; Hayasaka, Y.; Morita, K.; Kashiwabara, T.; Nakada, R.; Marcus, M. A.; Kato, K.; Tanaka, K.; Shmizu, H.
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Journal Title
Geochemical Journal
Volume: 49
Pages: 653-674
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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