| 研究課題/領域番号 |
19K15516
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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, 助教 (30837456)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | イオン液体 / 一重項酸素 / 近赤外発光 / 分光測定 |
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| 研究実績の概要 |
イオン液体は低コストで二酸化炭素回収を行うための気体分離膜材料として有望視されている。本研究は、イオン液体の気体分離性能の最適化のために、イオン液体が持つ特異な気体溶解性の発現メカニズムについて、一重項酸素の発光分光測定により、実験的な知見を与えることを目的とする。
上記目的を達成するために、以下の３つを具体的な目標として設定した。①一重項酸素の近赤外領域での微弱な発光を測定できる発光分光測定装置の構築 ②構築した装置の性能調査、試運転 ③様々なイオン液体中での一重項酸素発光測定と結果の解釈
2019年度（一年目）の目標としては、①一重項酸素の近赤外領域での微弱な発光を測定できる発光分光測定装置の構築 と②構築した装置の性能調査の試運転 を目標に作業を進め、測定装置の設計の見直しと設置、個々の構成部品の試運転まで完了した。
近赤外発光分光測定装置は、当初予定していた構成から、a. 近赤外領域においてある程度の測定感度が得られる事 b. 測定装置としての拡張性 c. 発光スペクトルと発光寿命の両方を測定可能である事 の三点を保ちつつ、獲得予算内で購入可能な価格になるよう構成を見直した。購入した装置それぞれ単独での動作を確認し、装置の組み立てまで完了した。また、発光測定を行う際に、光増感反応により一重項酸素を発生させるための励起光源であるYAGレーザーが故障したため、修理を行った。現在はLabviewによる自動測定用のプログラムを作成している。プログラムが完成後、直ちに装置の試運転に取り掛かる予定である。
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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
本年度までの研究では、一つ目の目標として設定した近赤外分光測定装置の構成と設置まで完了している。YAGレーザーの修理や新型コロナウイルス流行の影響により、装置の自動制御システムの作成に軽微な遅れが生じたものの、設置した装置は手動では問題なく作動しており、現在は自動制御用のプログラムの作成も滞りなく進んでいる。また、神奈川大学 河合明雄教授と共同で行っているイオン液体中における一重項酸素の発光分光測定の結果についても、本年度中の論文発表を目指してデータのまとめを行っている。以上のことから、本研究はおおむね予定通りに進行していると評価した。
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| 今後の研究の推進方策 |
2019年度で装置の設計と設置が完了したため2020年度は、目標②構築した装置の性能調査、試運転と③様々なイオン液体中での一重項酸素発光測定と結果の解釈 の二点を進める予定である。本年度の前半では現在作成中の装置の自動制御プログラムを作成し、装置の分解能などの性能調査や自動測定の試運転を行う。また、それと並行してアニオンの大きさが大きく異なり、一重項酸素の発光測定が可能であると期待されるイオン液体群の選定を行う。本年度後半では、トルエンや測定した経験のあるイオン液体の一重項酸素の発光スペクトルの測定を行い、問題なく測定が可能であることを確認したのち、アニオンの大きさが大きく異なるイオン液体群を対象とした一重項酸素発光測定に取り掛かる。また、共同研究を行っている神奈川大学 河合明雄教授とともに測定を行ったイオン液体サンプルについても、発光スペクトル、発光寿命の両面から解析を進める予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究の遂行に最低限必要となる性能を保ちつつ、支給された金額で購入可能になるよう当初予定していた装置構成を見直したため、使用金額に差額が生じた。具体的な変更点としては、検出器を光電子増倍管からフォトダイオードに変えた事等が挙げられる。検出感度は低下するが、一部極めて弱い信号のサンプル以外では大きな影響はないと考えている。また、参加を予定していた国内学会に授業日程の関係上参加できなかったため、計上していた旅費を使用しなかった。
装置構成の見直しにより生じた差額については、サンプルの購入や2020年度の国内・国際学会での研究発表のための旅費に使用する予定である。
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