液液光導波路分光法とそのCFD解析による、混じり合う液液界面での化学反応解析

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本研究では以下の２つの研究課題に取り組む。すなわち、I) LLWでの電子移動反応の観察、II) CFDシミュレーションを用いたLLWでの化学反応の解析、である。本年度は、主として（II）について研究を行った。すなわち、これまでは実験結果とシミュレーション結果を比較する方法として、厳密な比較が必要なときは、LLWで得られた蛍光イメージから蛍光強度をデジタル化し、さらにそれにアーベル変換を施すなどにより行ってきた。しかし、アーベル変換では、中心部では実験結果とよい一致を与えるものの、周辺部に関しては誤差が大きかった。そこで、シミュレーションでは、中心から一次元方向の反応生成分子の濃度分布、さらに蛍光強度分布、が結果として得られるが、それを二次元に展開し、さらに光軸方向に積分することにより、蛍光イメージそのものをシミュレーションする方法を開発した。そして、その方法を、Al3+とルモガリオンの反応観察に応用した。各反応化学種の拡散係数は前年度求めた値を用いた。また、導波光強度分布に、まずLLWの屈折率分布に関するシミュレーション結果を用いたところ、実際の強度分布と異なり、蛍光強度分布に関する実験結果とシミュレーション結果の一致は得られなかった。そこで、実験で導波光強度分布を測定し、その値をシミュレーションに用いた。その結果、Al3+ -ルモガリオン錯体の蛍光強度分布に関する実験結果とシミュレーション結果はよい一致を示し、本法がLLWにおける反応解析に有用であることが分かった。