光ピンセットを駆使したエアロゾルのエイジングと雲凝結核活性の解明

使用光镊阐明气溶胶老化和云凝结结核活动

• 批准号: 21H01964
• 负责人: 石坂 昌司
• 金额: $ 10.9万
• 依托单位: Hiroshima 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-21H01964/
• 关键词: 界面・微粒子分析; レーザー分光; 光ピンセット; エアロゾル

大気中に放出されたエアロゾルは、オゾンやヒドロキシルラジカルとの不均一酸化反応や、紫外線による光化学反応のため、その化学組成が変化する。このエアロゾルの変質は「エイジング」と呼ばれる。エアロゾルの物理的・化学的な性質は常に変化しているため、微粒子集合系の平均値解析では、エアロゾルの気候変動への影響を見積もる際に、大きな不確かさが生じてしまう。本研究では、単一エアロゾル粒子を空気中の一点に非接触で浮遊させ、エアロゾル粒子ごとに“化学組成”と“吸湿性”を同時に計測する。光学顕微鏡下でエアロゾルの「エイジング」と「雲粒の発生」を再現し、大気中で起こるエアロゾルの複雑な化学反応過程を理解することを目的とする。R4（2022）年度は、針葉樹から発せられるアルファーピネンの二次有機エアロゾル生成に関する研究を実施した。これまで、アルファーピネンの気相化学反応に関して多くの研究が行われ、様々な反応生成物が報告されてきたが、従来のエアロゾル粒子集合系を対象とした実験では、系全体を測定してしまうため、二次粒子生成の鍵となる不揮発性化合物を特定することが困難であった。チャンバー内にアルファーピネンを滴下して密閉した後、紫外光を照射して発生した二次有機エアロゾルを、レーザー光を用いて気相中で捕捉することに成功した。また、レーザー捕捉した二次有機エアロゾルのラマンスペクトルを計測することに成功した。また、ピエゾ素子と電極を配置した顕微鏡用チャンバーを作成し、気相中にレーザー捕捉したガラス微小球の電場による位置変化を光検出し、エアロゾルの表面電荷を計測する計測装置の開発も行った。

Large 気 に release さ れ た エ ア ロ ゾ ル は, オ ゾ ン や ヒ ド ロ キ シ ル ラ ジ カ ル と の heterogeneity acidification anti 応 や, ultraviolet に よ る photochemical anti 応 の た め, そ の chemical composition が variations change す る. Youdaoplaceholder5 エアロゾ エアロゾ グ change グ エ エ ジ ジ グ "と call ばれる. エ ア ロ ゾ ル の な nature of the physical, chemical は often に variations change し て い る た め, micro particle collection の on average numerical analytical で は, エ ア ロ ゾ ル の 気 syndrome - move へ の influence を see product も る interstate に, big き な uncertain か さ が raw じ て し ま う. This study で は, 単 エ ア ロ ゾ ル particle を empty 気 の is に non-contact で planktonic さ せ, エ ア ロ ゾ ル particle ご と に と "chemical composition" を "hygroscopic" に measuring す る. Micro optical 顕 microscopically で エ ア ロ ゾ ル の "エ イ ジ ン グ" と "cloud grains の 発" を reappearance し, large 気 で こ る エ ア ロ ゾ ル の complex 雑 な chemical process of anti 応 を understand す る こ と を purpose と す る. R4 (2022) annual は, conifer か ら 発 せ ら れ る ア ル フ ァ ー ピ ネ ン の secondary organic エ ア ロ ゾ ル generated に masato す る research を be applied し た. こ れ ま で, ア ル フ ァ ー ピ ネ ン の 気 phase chemical anti 応 に masato し て more く の が line わ れ, others 々 な anti 応 products が report さ れ て き た が, 従 の エ ア ロ ゾ ル particle collection department を like と seaborne し た be 験 で は, determination of department all を し て し ま う た め, secondary particles generated の key と な る don't swing 発 sex compound を specific す る こ と が difficult で あ Youdaoplaceholder0. Within チ ャ ン バ ー に ア ル フ ァ ー ピ ネ ン を drop し て airtight し た を, uv light irradiation after し て 発 raw し た secondary organic エ ア ロ ゾ ル を, レ ー ザ ー light を with い て 気 phase で capture す る こ と に successful し た. ま た, レ ー ザ ー capture し た secondary organic エ ア ロ ゾ ル の ラ マ ン ス ペ ク ト ル を measuring す る こ と に successful し た. ま た, ピ エ ゾ element child と を electrode configuration し た 顕 micro mirror with チ ャ ン バ ー を し, consummate 気 phase に レ ー ザ ー capture し た ガ ラ ス tiny ball の electric field に よ る location - the を 検 し, light エ ア ロ ゾ ル の surface charge を measuring す る measuring device の open 発 も line っ た.

项目成果

光ピンセットで雲をつかむ計測法の開発

开发使用光镊捕获云的测量方法

• 发表时间: 2022
• 作者: Terada Miyu;Ide Sachiko;Naito Toyohiro;Kimura Niko;Matsusaki Michiya;Kaji Noritada;安井隆雄;石坂昌司
• 通讯作者: 石坂昌司

レーザー捕捉法を用いた単一ガラス微小球の表面電荷計測

使用激光捕获法测量单个玻璃微球的表面电荷

• 发表时间: 2022
• 作者: 土岐 拓未;塩塚 朗;関根 康平;國信 洋一郎;三和綾乃，石坂昌司
• 通讯作者: 三和綾乃，石坂昌司

スクロース水溶液の粘度の濃度依存性に関する研究

蔗糖水溶液粘度浓度依赖性研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Yashiro Atsushi;Tanaka Yuya;Tada Tomofumi;Fujii Shintaro;Nishino Tomoaki;Akita Munetaka;古賀なつみ，石坂昌司
• 通讯作者: 古賀なつみ，石坂昌司

微小水滴のレーザー捕捉と過冷却限界温度の顕微ラマン分光計測

激光捕获微小水滴和显微拉曼光谱测量过冷极限温度

• 发表时间: 2022
• 作者: Shinobu Sato;Yuta Hirooka;Shigeori Takenaka;岡本春歌，石坂昌司
• 通讯作者: 岡本春歌，石坂昌司

CNRS(フランス)

法国国家科学研究中心（CNRS）