| 研究課題/領域番号 |
26870431
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
荒川 雅 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (10610264)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | クラスター / 水 / 氷 / 質量分析 / 溶媒和 / 分子吸着 / 金属クラスター / 水和 |
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| 研究実績の概要 |
サイズや温度に応じて構造が多彩に変化する水クラスターに着目し、氷への物質の溶解・析出現象の解明を目指している。
計画初年度に設計・製作した装置を使用し、水クラスターを生成した。水クラスター生成部の直下に設置したフィラメントにより、電子衝撃でイオン化し、水クラスターの生成を観測した。装置のアラインメントを精密に行うことで、生成した水クラスターはイオントラップを通過し、下流のディテクターでも検出された。また、昨年度製作した装置に改良を加え、イオントラップを液体窒素温度までの低温に冷却できるようにした。以上のように、装置立ち上げ等の準備で実験環境が整い、水クラスターからの塩の析出の実験、イオントラップ中での金属クラスターと水クラスターとのクラスター同士の反応実験を開始した。
一方で、金属クラスターへの溶媒和の過程を調べる実験を進めている。具体的には、銀、マグネシウム酸化物、シリコン酸化物などのクラスターへの水、一酸化炭素およびアセトンなどの分子吸着について調べた。その結果、シリコン酸化物クラスターへの一酸化炭素の吸着サイトを明らかにした。また、銀クラスターへのアセトンおよび水分子の吸着においては両者の吸着反応が競合して起こるが、双極子モーメントの大きいアセトンが優先的に吸着することが分かった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
初年度に設計した装置の一部に納品の遅れが生じたが、本年度初めに納品され、概ね予定通りに装置の立ち上げを行うことができた。これまでの準備で環境が整い、金属クラスターと水クラスターのクラスター同士の反応実験を推進しているところである。一方で、金属クラスターおよび金属酸化物クラスターの溶媒和の観測や、溶液滴の真空中での冷却と凍結過程の観測を推進することで、研究の進捗に遅れが出ないように進めた。以上のことから、おおむね順調に進展していると評価した。
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| 今後の研究の推進方策 |
塩を含有した水クラスターイオンを生成し、水クラスターの構造と溶解の関係を明らかにする実験を進めるとともに、研究計画に従って、金属クラスターと水クラスターとのクラスター同士の反応実験を推進する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初、国際会議で成果発表を行う予定だったが、来年度に催される別の国際会議で発表することとした。そのため、旅費の使用額に変更が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
2016年8月に催される国際会議での成果発表のための旅費に使用する計画である。
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