| 研究課題/領域番号 |
18H01530
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
濱本 昌一郎 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (30581946)
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| 研究分担者 |
竹村 貴人 日本大学, 文理学部, 教授 (30359591)
山下 祐司 筑波大学, 生命環境系, 助教 (30543227)
斎藤 広隆 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (70447514)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | ナノ材料 / 土壌 / 移動特性 |
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| 研究実績の概要 |
2018年度は、土壌内のマイクロ・ナノバブル挙動に関する室内カラム実験に取り組んだ。特に、pHやイオン強度・イオン種などの土壌水の化学的性質が模擬多孔質体（ガラスビーズ充填試料）内部のナノバブル（酸素ナノバブル）挙動に与える影響について調べた。低pHおよび高イオン強度条件程、多孔質体内部でのナノバブルの捕捉率が増すことが確認された。また１価イオンに比べ、2価イオン存在下では、同pH・イオン強度条件下でもナノバブルの移動性は大きく低下する結果が得られた。古典的なDLVO理論に、疎水的相互作用やガラスビーズ表面の粗度、電気的不均一性を考慮した相互作用モデルを用いることで、異なる化学条件下でのナノバブルとガラスビーズ間の相互作用力を評価した。さらに、可逆的な吸着脱離を考慮した移流分散方程式を用いて、ナノバブルのカラム実験結果（流出曲線）を再現することができた。また、コロイド態微粒子（カルボキシルラテックス粒子）と微細気泡（ナノバブル）の混合溶液の移動特性についても検討した。一定のコロイド態微粒子濃度下で、異なるナノバブル濃度の混合溶液を作成し、ガラスビーズ充填試料に通水し、コロイド粒子とナノバブルの流出挙動について調べた。結果、ナノバブル濃度がが増すほど、ナノバブルの流出率が増すこと、コロイド態微粒子混在下ではナノバブルの流出率が減少する結果が得られた。微細気泡と微粒子の同時輸送に関する重要な知見が得られた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
ナノ材料としてナノバブルおよびコロイド粒子の多孔質体内挙動に関する基礎的知見が得られた。特に、微細気泡および微粒子の同時挙動については、共振式質量測定装置を用いた実験結果であり、貴重なデータといえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度は、ナノバブルからより大きな系として、土壌内で見られる封入空気の存在がコロイド態微粒子に与える影響や、コロイド態微粒子が沈着している状況でのナノバブル挙動について詳細に検討していく予定である。
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