| 研究課題/領域番号 |
19H04236
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分63010:環境動態解析関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
茂木 信宏 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (20507818)
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| 研究分担者 |
足立 光司 気象庁気象研究所, 全球大気海洋研究部, 主任研究官 (90630814)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2020年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2019年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
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| キーワード | 微粒子計測技術 / 光散乱 / エアロゾル / 海洋微粒子 / 微粒子測定技術 / ナノプラスチック / 海洋懸濁微粒子 / 微粒子検出 / ナノ粒子 / 計測技術 / 海洋懸濁粒子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、大気環境学・海洋環境学・環境工学など多くの分野への応用を想定した、流体中に漂うナノ・マイクロ粒子の実時間測定法を開発する。レーザービームを横断する粒子の前方散乱波の振幅・位相を検出することで、単一粒子の体積と複素誘電率の実部・虚部を測定する技術を確立する。さらに、粒子後方に放出される微弱光を集める光学系を組み合わせ、他の分光分析を同時に実施することで体積・複素誘電率以外の粒子の特徴検出も可能にする。開発した測定法が、環境動態解析や産業計測に対してどの程度有効であるのかを、標準試料を用いた実験、現場観測、電子顕微鏡観察との比較から確かめる。
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| 研究成果の概要 |
空気や水などの流体に浮遊する微粒子の正確かつ高速な自動測定法は、物理学・化学・生物学の実験、地球環境モニタリングなど、多くの科学技術研究・産業分野において必要とされている。しかしこれまで、直径数マイクロメートル未満の微小粒子について、粒子の構成物質と粒子の大きさを両方とも正確に決定できる利便性の高い自動測定法はなかった。本研究では、流体中に浮遊する粒径範囲０．２～５マイクロメートルの微粒子について、複素散乱振幅の正確な単一粒子測定に基づき、粒子を構成する物質の複素屈折率と粒径別数濃度を、両方とも同時にかつ正確に自動測定できる手法を考案・実証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発された複素散乱振幅センシング法は、流体試料の前処理が不要で、安価に実現可能であるため環境中の微粒子の広域観測などに適する。また非破壊分析であるため、他の任意の分析化学・物理センシング手法と組み合わせた複合分析を行うことができる。このような汎用性と拡張性の高さから、今後、大気圏・水圏・雪氷圏の微粒子の観測など、多方面に多様な形で応用されていくことが期待される。
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