| Project/Area Number |
23K22559
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| Project/Area Number (Other) |
22H01288 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
荒川 雅 九州大学, 理学研究院, 准教授 (10610264)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 順司 九州大学, 理学研究院, 教授 (60378536)
寺嵜 亨 九州大学, 理学研究院, 教授 (60222147)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥9,750,000 (Direct Cost: ¥7,500,000、Indirect Cost: ¥2,250,000)
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| Keywords | 鉱物クラスター / 分子進化 / 反応機構 / C1化学 / メタン活性化 / 脱水素 / 惑星系形成領域 / 活性化エネルギー / 反応素過程 / 酸化鉄クラスター / 惑星大気 / 原始惑星系円盤 / 火星大気 / イオン－分子反応 |
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| Outline of Research at the Start |
惑星系形成領域の観測で様々な有機分子が発見され、その生成と進化過程の解明は星間化学研究の大きな課題の一つである。この問題に対し、工業化学や触媒研究で重要な、炭素数が1の化合物を原料に様々な化合物を相互に変換て創出するC1化学の知見を活用することを着想した。鉱物微粒子やクラスターを触媒としたC1化学が重要な役割を担ったのではないかとの仮説を立て、真空中に生成した酸化鉄、アルミナ、珪酸塩クラスターの反応観測に基づいて、その検証を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
NASAの探査車キュリオシティによって観測されたゲールクレーター付近での火星大気中のメタン濃度の急激な上昇と、引き続く急激な減少の原因を解明に着目し、酸化鉄クラスター正イオンを真空槽中に生成してメタン分子との反応を観測した。昨年度までに観測した酸化鉄クラスターへのメタン吸着と引き続く脱水素反応について、反応速度のサイズ・組成依存性を詳しく解析することで、火星大気中に4 × 10^7 cm^-3（-50 ℃で10^-7 Pa）程度の酸化鉄クラスターが存在すればメタンの急激な減少を説明でき、酸化鉄クラスター・微粒子との反応がメタンの急激な減少の要因となり得ることを見出した。さらに、反応機構をより深く理解するために、GaussianやCRYSTALを用いた量子化学計算を行った。また、新たな研究室の新実験室にクラスター反応実験装置を立ち上げ、メタンの活性化と脱水素に関する反応のカイネティクスの測定を行っている。さらに、惑星大気中での化学過程に加え、惑星系形成領域でより大きな有機分子を生成するC1化学過程に関する反応実験を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新しい実験室にクラスター反応実験装置を立ち上げ、クラスターを触媒とした惑星系形成領域や惑星大気中での化学過程の解明に向けた実験を推進している。
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| Strategy for Future Research Activity |
メタン濃度の減少以外の惑星大気中での化学過程、さらには惑星系形成領域でのより大きな有機分子を生ずる分子進化過程へと展開する。
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