2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of X-ray diffraction of aerosol liquid droplets combined with a laser trapping method
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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), 教授 (80311520)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | エアロゾル液滴 / 液体構造 / X線回折 / 電解質水溶液 / レーザー捕捉法 / 細孔水 / ダイナミクス / 中性子散乱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) 532-nmレーザー光を用いて数十マイクロメートルサイズの液滴を空気中に捕捉する装置を完成させた。本装置を用いて、水、0.05 M(=mol/dm3)塩化ナトリウム水溶液、1.0 M硫酸アンモニウム水溶液、0.3 M硫酸マグネシウム水溶液、1.0 M硝酸マグネシウム水溶液の液滴を浮遊させ、捕捉することに成功した。
(2)レーザー捕捉装置を佐賀シンクロトロン放射光施設に搬入して液滴X線回折装置を開発した。散乱X線はイメージングプレート二次元検出器で測定した。液滴とX線ビームの位置調整は臭化ナトリウム液滴からの蛍光X線を検出する方法を採用した。液滴のX線散乱強度と測定時間を見積るために、2 mmおよび0.1 mmガラスキャピラリーに同試料を封入してMoKα線を用いて室温でのX線散乱を測定した。X線回折データを元にEPSRモデリングにより、二体相関関数、配位数、空間密度関数を導出した結果、0.1 mmキャピラリー中の試料でも構造決定できることを確認した。水和マグネシウムイオン、硝酸イオン、溶媒水の３次元構造を明らかにした。また、硫酸アンモニウム水溶液と塩化ナトリウム水溶液中の水和イオン、溶媒水の３次元構造を明らかにした。
(3) 球状細孔をもつメソポーラスシリカSBA-16中にキャピラリー凝縮吸着した水（重水と軽水）の中性子スピンエコー測定を210-290 Kで行った。円筒状細孔をもつMCM-41シリカ中の水に比べて、水分子の並進運動が抑えられていること、一方、水分子の回転運動は前者ではより動きやすいことを明らかにした。
(4) 1064-nmレーザー光を用いて空中に浮遊させた硫酸アンモニウム水溶液の液滴のサイズ変化から液滴の温度変化を評価することに成功した。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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