宇宙空間におけるクラスレートハイドレートの形成メカニズム

空间笼形水合物的形成机制

• 批准号: 21H01151
• 负责人: 深澤 倫子
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Meiji University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01151/
• 关键词: アモルファス氷; ハイドレート; 星間分子雲; 物質進化; アモルファス

本研究の目的は、超高真空条件におけるアモルファス氷から CO2 ハイドレートへの相転移機構を明らかにし、CO2 ハイドレートが宇宙空間のどこにどのような構造で存在するかを示すことにある。星間分子雲において鉱物微粒子上に凝集した水はアモルファス氷として存在することが知られているが、CO2 を含むアモルファス氷が一時的な昇温に伴って CO2 ハイドレートに相転移する可能性が示唆されている。これまでの研究から、CO2 を含むアモルファス氷を昇温した場合、100 K 付近でCO2 ハイドレートへ相転移する現象が見出されているが、その結晶相の構造特定には至っていない。本研究では、電子線回折法、赤外分光法、中性子回折法を用いた構造解析と超高真空極低温透過型電子顕微鏡観察により、アモルファス氷から生成する CO2 ハイドレートの構造特定を特定し、相転移機構を解き明かすことを目標としている。2022年度は、前年度までに構築したその場観察用低温真空チャンバーを用いて 6 K から170 K の広い温度範囲で氷試料を蒸着し、赤外分光法および電子線回折法を用いて蒸着条件および蒸着後の温度履歴に応じた構造変化の過程を解析した。この結果により、アモルファス氷の相転移温度が蒸着温度に依存して変化することが明らかになっている。今後はさらに組成の異なる蒸着試料を生成して昇温実験を行い、構造変化のメカニズムを解析する予定である。

The purpose of this study is to demonstrate the existence of phase shift mechanisms in outer space under ultra-high vacuum conditions. Interstellar molecular clouds contain particles of water that aggregate together, indicating the possibility of phase shift due to CO2 and CO2. In this study, the phase shift phenomenon of CO2 in the vicinity of 100 K was found in the case of temperature rise of CO2 and temperature rise of CO2 in the vicinity of 100 K. In this study, electron beam reflection method, infrared spectroscopy method and neutral sub-reflection method were used to analyze the structure, ultra-high vacuum and ultra-low temperature transmission electron microscope observation, and the structure of CO2 emission was specified, and the phase shift mechanism was solved. In 2022, the temperature range of the sample from 6 K to 170 K was analyzed by infrared spectroscopy and electron beam reflection. The result is that the phase shift temperature depends on the evaporation temperature. In the future, the composition of the steam sample is different, the temperature is different, and the structure is different.

项目成果

Effects of deposition temperature on structural changes of amorphous ice in heating process

沉积温度对非晶冰加热过程中结构变化的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Yui Ono;Kengo Oki;Tomoko Ikeda-Fukazawa
• 通讯作者: Tomoko Ikeda-Fukazawa

シス-1,4-ポリイソプレンと共存する水の構造とダイナミクス

顺式1,4-聚异戊二烯共存水的结构和动力学

• 发表时间: 2023
• 作者: 樋口光;深澤倫子
• 通讯作者: 深澤倫子

Effects of interstitial water on phase transition of forsterite glass

间隙水对镁橄榄石玻璃相变的影响

• DOI: 10.1016/j.cplett.2022.139932
• 发表时间: 2022
• 期刊: Chem. Phys. Lett.
• 作者: Ayane Kubo;Junya Nishizawa;and Tomoko Ikeda-Fukazawa
• 通讯作者: and Tomoko Ikeda-Fukazawa

フォルステライトの間隙に存在する水の構造とダイナミクス

镁橄榄石孔隙中水的结构和动力学

• 发表时间: 2022
• 作者: Hosokawa K.;Miyoshi Y.;Oyama S.‐I.;Ogawa Y.;Kurita S.;Kasahara Y.;Kasaba Y.;Yagitani S.;Matsuda S.;Ozaki M.;Tsuchiya F.;Kumamoto A.;Takashima T.;Shinohara I.;Fujii R.;下西 隆;小林優大，深澤倫子
• 通讯作者: 小林優大，深澤倫子

温度履歴に依存したシリカ配合ゴムの構造変化

二氧化硅复合橡胶的结构变化取决于温度历史

• 发表时间: 2022
• 作者: 東野貴大;中澤佑介;鈴木琢真;安藤靖晃;相澤守;深澤倫子
• 通讯作者: 深澤倫子