光触媒による軌道上汚染処理システムの開発

利用光触媒的轨道污染处理系统的开发

• 批准号: 22KJ3186
• 负责人: 下迫 直樹
• 金额: $ 3.08万
• 依托单位: Japan Aerospace EXploration Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ3186/
• 关键词: 宇宙機; コンタミネーション; 光触媒; 二酸化チタン; 真空; アウトガス; 水晶振動子

2年目は，1年目に作製した真空装置を用いて，宇宙機のアウトガス成分のひとつであるオレアミドに汚染された光学ガラスの透過率変化を測定した．光学ガラスにオレアミドを真空蒸着させ，その光学ガラスの透過率変化と時間経過による影響を調べた．その結果，オレアミドは真空環境下，室温においてわずかに蒸発し，その蒸発によって試料表面のオレアミドはfilm likeからflake likeに構造が変化することがわかった．蒸発によって試料表面に存在するオレアミドの量は減少しているにもかかわらず，flake likeになった結果，散乱強度が増加し，オレアミドで汚染された光学材の透過率が著しく低下することを解明した．また，水晶振動子（QCM）電極上に二酸化チタン粒子をバインダーによって固定化し，その試料にクエン酸を真空蒸着させ，QCMの固有振動数の変化からクエン酸の質量減少量，つまり，二酸化チタンの光触媒活性を見積もった．大気中では，付着させたクエン酸を完全に分解することができた．真空環境下においても，クエン酸を分解することができ，真空環境下における分解量は，一般的な人工衛星のEnd of Lifeでのコンタミ許容量に匹敵する量であった．このことから，一般的な光触媒材料である二酸化チタンでも，クエン酸が分解対象であれば，真空環境下において十分な光触媒活性を有しており，宇宙応用に有望であることを示した．また，QCMを用いた光触媒活性の評価は真空環境下において有効な手法であることも示した．これらの研究の他に，竹を原料したセルロースナノファイバー（CNF）のアウトガス特性を調べた．その結果，竹由来のCNFからは有機物のアウトガスが放出されず，水の放出のみが確認された．この結果から，竹由来のCNFはアウトガス低減の新規有機材料として，期待できることを明らかにした．

1 year 2 years は, mesh に cropping し た vacuum を with い て, cosmic machine の ア ウ ト ガ ス composition の ひ と つ で あ る オ レ ア ミ ド に pollution さ れ た optical ガ ラ ス の transmittance variations change を determination し た. Optical ガ ラ ス に オ レ ア ミ ド を vacuum steaming the さ せ, そ の optical ガ ラ ス の transmittance variations change と time 経 に よ る influence を adjustable べ た. そ の results, オ レ ア ミ ド は vacuum environment, room temperature に お い て わ ず か に steamed 発 し, そ の steamed 発 に よ っ て sample surface の オ レ ア ミ ド は qualities like か ら flake like が に structure - the す る こ と が わ か っ た. Steamed 発 に よ っ て に on the sample surface す る オ レ ア ミ ド の decrease は し て い る に も か か わ ら ず, flake like に な っ た as a result, the scattered intensity が raised し, オ レ ア ミ ド で pollution さ れ た optical material の transmittance が the し く low す る こ と を interpret し た. ま た, crystal oscillator (QCM design) electrode に acidification チ タ ン particle を バ イ ン ダ ー に よ っ て immobilized し, そ の sample に ク エ ン acid を vacuum steaming the さ せ, QCM design の natural vibration number の variations change か ら ク エ ン acid の quality reduction, つ ま り, two acidification チ タ ン の photocatalytic activity を see product も っ た. In the atmosphere, で た, accompanied by させた <s:1> エ エ <e:1> acid を completely に decomposes する する とがで た た た. Vacuum に お い て も, ク エ を ン acid decomposition す る こ と が で き, vacuum に お け quantity は る decomposition, general な artificial satellite の End of Life で の コ ン タ ミ xu capacity に match す る quantity で あ っ た. こ の こ と か ら, general な photocatalytic materials で あ る two acidification チ タ ン で も, ク エ が ン acid decomposition like で seaborne あ れ ば, vacuum に お い て very な を photocatalytic activity have し て お り, cosmic 応 with に is expected to be で あ る こ と を shown し た. ま た, QCM design を with い た の photocatalytic activity evaluation 価 は vacuum に お い て have sharper な gimmick で あ る こ と も shown し た. の he に こ れ ら の research, bamboo を materials し た セ ル ロ ー ス ナ ノ フ ァ イ バ ー (CNF) の ア ウ ト ガ ス features を adjustable べ た. Youdaoplaceholder0 そ results: bamboo source <s:1> CNF ら ら ら organic matter アウトガスが アウトガスが release されず, water <s:1> release <s:1> みが confirm された. こ の results か ら, bamboo origin の CNF は ア ウ ト ガ ス low cut の new rules organic material と し て, expect で き る こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

大分大学製竹由来セルロースナノファイバーの特性と宇宙利用指向検討

大分大学制造的竹基纤维素纳米纤维的特性及空间利用方向研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 衣本太郎;守山雅也;下迫直樹;宮崎英治
• 通讯作者: 宮崎英治

Long-term change of transmission spectra of quartz glass contaminated with oleamide in vacuum

• DOI: 10.1016/j.actaastro.2022.11.016
• 发表时间: 2022-11
• 期刊: Acta Astronautica
• 影响因子: 3.5
• 作者: N. Shimosako;H. Sakama;T. Dotani

オレアミドに汚染された光学ガラスの透過率変化

被油酰胺污染的光学玻璃的透过率变化

• 发表时间: 2022
• 作者: 下迫直樹;坂間弘;堂谷忠靖
• 通讯作者: 堂谷忠靖

宇宙機応用を目的とした真空環境下におけるZrO2薄膜の光触媒活性評価

航天器真空环境下ZrO2薄膜光催化活性评价

• 发表时间: 2021
• 作者: 下迫直樹;Josefine Knutsson;坂間弘
• 通讯作者: 坂間弘