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過飽和気相中の前駆体物質に着目した,シリケイトダスト生成機構の再考

研究課題

研究課題/領域番号 18K13598
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分17010:宇宙惑星科学関連
研究機関国立研究開発法人国立環境研究所

研究代表者

石塚 紳之介  国立研究開発法人国立環境研究所, 環境計測研究センター, JSPS特別研究員 (20817788)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード核生成 / 相分離 / ダスト / シリケイト / 均質核生成 / 宇宙ダスト / 星周ダスト / その場測定
研究成果の概要

星間空間を漂うダストの数密度,サイズ,化学組成,結晶構造,形態はダスト生成の初期過程である気相中での核生成に支配される.近年,シリケイトなどの酸化物系ダストの核生成経路が極めて多様であることが理論,実験的に明らかになってきた. 本研究では,酸化物系ダスト生成を模擬した実験において,核生成過程の赤外スペクトルを“その場” 測定し,生成物の電子顕微鏡観察,分子クラスターの量子化学計算と比較することで,酸化物系ダストの生成メカニズムを再考した.過飽和気相中に生じる前駆体クラスターの酸化が十分ではない場合,金属と酸化物に相分離するメカニズムを提案した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでダストの結晶構造,形態は生成した時点の温度・圧力条件で決定すると考えられてきた.本研究では,気相からの核生成過程とその赤外スペクトルを直接的に調べることに成功した.本研究は,核生成した直後の粒子は,最終的な結晶とは化学組成,結晶構造,形態が異なる場合があることを示し,これまでの想定を覆した点に学術的な意義がある.

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件)

  • [国際共同研究] Instituto de Estructura de la Materia(スペイン)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Immiscibility of Nucleating Aluminum Oxide Nanoparticles in Vapor2018

    • 著者名/発表者名
      Ishizuka Shinnosuke、Kimura Yuki、Kawano Jun、Escribano Rafael、Yamazaki Tomoya、Hama Tetsuya、Sato Rikako
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 122 号: 43 ページ: 25092-25101

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b08355

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Sounding-rocket microgravity experiments on alumina dust2018

    • 著者名/発表者名
      Ishizuka Shinnosuke、Kimura Yuki、Sakon Itsuki、Kimura Hiroshi、Yamazaki Tomoya、Takeuchi Shinsuke、Inatomi Yuko
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 3820-3820

    • DOI

      10.1038/s41467-018-06359-y

    • NAID

      120006531995

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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