| 研究課題/領域番号 |
19K15516
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分32010:基礎物理化学関連
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| 研究機関 | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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研究代表者 |
吉田 剛 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 電気情報学群, 講師 (30837456)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2020年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2019年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
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| キーワード | イオン液体 / 一重項酸素 / 近赤外発光分光 / 発光分光測定 / 自由体積 / 近赤外発光 / 分光測定 / 発光分光 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は二酸化炭素の気体分離膜の材料として有望視されているイオン液体の性能の最適化にかかわる「イオン液体の特異な気体溶解性はどのようにして獲得されるのか」という問いについて、イオン液体中の空隙という視点から実験的な知見を与えることを目的とする。
イオン液体の持つ気体溶解性との関連が期待される液体中の空隙は数Åと非常に小さいと予想されるが、その液体の空隙に入り込むことが出来るほど小さな分子プローブである一重項酸素分子を用い、その発光スペクトルの変化とイオン液体の分子構造から予想される空隙の体積を比較することで前述の問いの解決を目指す。
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| 研究成果の概要 |
イオン液体と呼ばれる物質群の中には高い二酸化炭素の溶解性を示すものが存在し、二酸化炭素分離技術への応用を目指した研究がされてきた。イオン液体はそれを構成する陽イオン・陰イオンの組み合わせにより膨大な種類が存在し、その中から高性能なものを見つけるためにはイオン液体の気体溶解メカニズムの理解に基づいたスクリーニング方法が不可欠である。本研究では、イオン液体の気体溶解メカニズムと深く関わる液体中のサブナノサイズの空隙を探るプローブ分子として一重項酸素を提案し、イオン液体中の分子の発光波長とカチオン・アニオンの構造の関係を調べることで実験的な立場から空隙について議論した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
二酸化炭素分離技術は温室効果ガスの削減において極めて重要な役割を果たすため、様々な手法が模索されている。そのような試みの中の一つとして、温室効果ガスを選択的に透過するフィルターの研究が行われ、イオン液体はその材料の一つとして注目されている。イオン液体の気体分子溶解メカニズムの理解は、低エネルギーで効率よく温室効果ガスを分離可能な材料を選定・分子設計する上で必要不可欠である。本研究は気体溶解メカニズムとかかわりの深い、液体中の空隙についての理解を深めるための実験的証拠を提供するものである。
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