| 研究課題/領域番号 |
23H00525
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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 |
中区分63:環境解析評価およびその関連分野
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
江波 進一 筑波大学, 数理物質系, 教授 (00589385)
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| 研究分担者 |
持田 陸宏 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (10333642)
森野 悠 国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境保全領域, 室長 (50462495)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2027-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
47,450千円 (直接経費: 36,500千円、間接経費: 10,950千円)
2024年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
2023年度: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
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| キーワード | エアロゾル / 不均一反応 / マルチフェーズ / 大気化学 / 界面 / 液相 / ラジカル / マルチフェーズ反応 / 環境 / 気候変動 / 界面反応 / 質量分析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
独自に開発した気液界面・液中反応測定手法を用いて、実大気に存在するエアロゾルを模した分子レベルで不均質な気液界面および液中で起こる大気化学反応のメカニズムを解明する。さらに、実際のフィールド観測で採取したエアロゾルから抽出した親水性・疎水性成分を用いて同様の実験を行い、分子レベルのエアロゾルの不均一性が大気で起こる主要な化学反応に与える影響を解明する。また、得られた取り込み係数と液中の反応速度定数のデータを大気モデルへ組み込み、実大気に与える影響を評価する。本提案研究が完成すると、大気エアロゾルの変質過程とその大気への影響度が解明され、多くの成果が見込まれる。
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| 研究実績の概要 |
大気中に浮遊するエアロゾルは、地球の気候変動と大気汚染問題の鍵となる大気の重要な構成要素である。エアロゾルの気液界面に存在する化学種は気体の酸化剤と不均一反応を起こし、その生成物の一部は液中でさらに反応していく。この多相にまたがる一連の酸化過程は「エイジング」と呼ばれ、それに伴ってエアロゾルの放射強制力（気候に対して与える放射の大きさ）と毒性が変化していく。しかし、実際の大気に存在するエアロゾルは水と有機物が分子レベル(オングストローム Å = 10^-10 mレベル)で偏在した不均質な媒体であるという事実はこれまで考慮されてこなかった。
本提案研究では、研究代表者が独自に開発した気液界面・液中反応測定手法を用いて、実大気に存在するエアロゾルを模した分子レベルで不均質な気液界面および液中で起こる大気化学反応のメカニズムを解明する。本年度は、気液界面・液中反応測定装置を筑波大学に移動し、立ち上げと確認作業を行った。また、液中に存在するドメインを検出するための動的光散乱法装置の立ち上げ作業を行った。標準粒子を用いて、水溶液中の粒子のサイズ100-200nmを測定可能であることを確認した。また、質量分析法を用いて、液相反応（グルタチオン＋過酸化水素、サピエン酸＋OHラジカル、ジメチルスルホキシド＋OHラジカル）の予備実験を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
国立環境研究所から筑波大学への装置の移動と立ち上げ、確認作業を行ったため。
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| 今後の研究の推進方策 |
動的光散乱法と質量分析法を組み合わせて、液中のドメインの存在によって液相で起こる化学反応がどのような影響を受けるのかを調べる。まずはα-ピネンなどのテルペン類を水とアセトニトリル混合溶液に溶解させ、オゾン反応を調べる。水とアセトニトリルの混合比を変化させ、液中のドメインのサイズ変化を追跡する。また、α-ピネンとオゾンの反応で生成するヒドロペルオキシドの分解速度定数が混合比によってどのように変化するか調べる。博士研究員の雇用によって、これらの研究を加速させる。また、分担者と研究打ち合わせを行い、研究を推進する。
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