| 研究課題/領域番号 |
21K05154
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分34030:グリーンサステイナブルケミストリーおよび環境化学関連
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| 研究機関 | 上智大学 |
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研究代表者 |
坂間 弘 上智大学, 理工学部, 教授 (10242017)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 宇宙機コンタミネーション / 光触媒 / GaN / TiO2 / 宇宙コンタミネーション / 失活 / 酸化物 / AlN / 窒化物 / 宇宙 / 窒化ガリウム / 汚染 / 水晶振動子マイクロバランス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
宇宙機コンタミとは、宇宙機に使われている有機材料から発生した揮発成分が宇宙機自身に付着したものであり、光学的観測機器のミラーやレンズ等に付着して観測データーの劣化をもたらす。宇宙機コンタミ対策としては、今までできるだけ付着させないようにするという消極的対策しかなかったが、本研究では付着したコンタミを光触媒で分解・除去するという積極的対策の開発を行う。宇宙は真空で原子状酸素、電子線などが満ち溢れており、これらの不利な条件を克服しなければ光触媒を宇宙で使うことはできない。本研究では、地上で利用されている酸化物光触媒に代わり、宇宙での利用が可能な新しいGaN光触媒を開発する。
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| 研究成果の概要 |
宇宙機コンタミとは宇宙機の外面に付着する汚染を示し、これが望遠鏡のミラーやレンズ等に付着すると観測データーの信頼性低下につながる。しかし、有効な宇宙機コンタミ除去法がない。本研究では窒化ガリウム（GaN）光触媒で宇宙機コンタミを除去できるかどうか確かめた。GaNは、光触媒として酸化チタン（TiO2）とほぼ同じ量子効率をもつため、光触媒として有望である。しかし、GaNはTiO2と同様、芳香族化合物を真空中で完全に酸化分解することができない。これは酸素がないとGaNでベンゼン環を分解することができないためである。従って、GaNを宇宙機コンタミ除去法として使うことは困難であることがわかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
宇宙機コンタミの問題の重要性は一般には知られていないが、宇宙分野では広く認識されて来た。しかし、宇宙ビジネスにおいては、まず宇宙機を作り発射させ目的地に無事送り届けることが最優先されるため、宇宙機コンタミ対策はいつも後手に回ってきた。その対策は宇宙機コンタミの発生しにくい材料選定や、打ち上げ前の地上での宇宙機搭載機器の焼き出しによるコンタミ物質の低減化にとどまっており、効果は十分とは言えない。本研究は光触媒が宇宙機コンタミを除去する積極的な方法として使えるかどうかを調べる初めての試みである。その結果、GaNの光触媒としての可能性を見出し、光触媒を宇宙利用する場合の必要条件を明らかにできた。
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