2015 Fiscal Year Annual Research Report
X線を用いるエアロゾル液滴のミクロ構造解析装置の開発とその応用
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26288073
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| Research Institution | Fukuoka University |
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Principal Investigator |
山口 敏男 福岡大学, 理学部, 教授 (70158111)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
栗崎 敏 福岡大学, 理学部, 准教授 (20268973)
石坂 昌司 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (80311520)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | エアロゾル / 液体構造 / 水和イオン / 液体水 / X線回折 / 液滴浮遊装置 / 電解質水溶液 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．レーザー補足法による液滴浮遊装置一式を購入した。既設の除震台にアルミニウム定盤を製作して、液滴浮遊装置を設置した。
２．エアロゾル液滴試料として、水、3.5 mol/L塩化ナトリウム水溶液、3.5 mol/L硫酸アンモニウム水溶液のX線回折データを用いてEmpirical Potential Structure Refinement (EPSR)モデリングにより、部分二体分布関数、配位数分布、空間密度分布関数（3次元構造）を明らかにした。液体水中では、水分子が四面体構造を取ることがわかった。また、塩化物イオンの第一配位殻には3.15 Aに6個の水分子が結合している。また、ナトリウムイオンの第一配位殻には2.35 Aに6個の水分子が結合している。硫酸イオンの周りには約8個の水分子が存在することがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
液体浮遊装置一式を搭載するアルミニウム定盤の設計に時間を要した。そのために、定盤の納入が遅くなり、液体浮遊装置の組み立てが年度末になった。
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| Strategy for Future Research Activity |
１．液滴浮遊装置のコミュッショニングと性能評価：液滴試料として、水、塩化ナトリウム・塩化カルシウム・硫酸アンモニウム・硫酸マグネシウム・硝酸マグネシウム各水溶液を選び、液滴浮遊装置を用いて、液滴サイズと液滴温度の校正を行う。溶質濃度は飽和濃度とする。
２．液滴X線回折装置の組み立てとコミュッショニングと性能評価：液滴浮遊装置を佐賀シンクロトロン光センターへ搬入して、液滴X線回折装置を組み立てる。水液滴のX線散乱測定を行い、バルクの値を比較して、性能を評価する。
３．１の各水溶液の液滴のX線散乱測定を行い、バルクの値と比較検討する。EPSRモデリングにより、液滴とバルク溶液の構造の違いを検討する。
４．種々のエアロゾル液滴のミクロ構造を室温から凍結温度まで決定することにより、エアロゾル液滴の物理化学的性質を構造化学的に考察し、エアロゾル中の種々の化学プロセス（過冷却微小水滴の凍結メカニズム、雲粒形成・成長・降雨過程、過飽和状態における氷晶の形成）のメカニズムを分子レベルで解明する。
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| Causes of Carryover |
液体浮遊装置の立ち上がりが遅れたために、試料溶液用試薬の購入を次年度に延期した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成28年度に試薬を購入する。
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