気相から凝縮するナノ粒子の赤外スペクトル＂その場＂測定から迫る、星周ダスト形成

通过原位测量气相凝结的纳米颗粒的红外光谱来探讨星周尘埃的形成

• 批准号: 15J02433
• 负责人: 石塚 紳之介
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J02433/
• 关键词: 核生成; 星周ダスト; その場測定; 自己組織化; 赤外分光スペクトル; 均一核生成; 赤外スペクトル; 微小重力実験

MoO3の核生成実験について報告する．核生成直後の成長過程における赤外分光スペクトル形状の変化を調べ，結晶学的に等価な面でのみ粒子が付着し，融合することを発見した．核生成した粒子に，気相中の分子が1つずつ取り込まれる気相成長を経て，針状の粒子が生成する．針状の粒子は対流中で，結晶の方位が揃った凝集，融合を経て，立方体の粒子へ成長することを発見した．気相からの核生成と成長が，従来の古典的な熱力学に基づいた単純なプロセスではなく，多様な生成経路を経てダストの成長が起こることを示した．また，ケイ酸塩 (MgxFeySiOz) の核生成実験について報告する．ケイ酸塩鉱物は，最も豊富な難揮発性鉱物であり，太陽系の材料にもなる．本研究では，酸素のストイキオメトリーに着目し，酸素の不足した環境でのMgケイ酸塩の核生成，成長に10 umバンドのその場測定から迫った．酸素が十分に存在する環境では，100 nm以下程度の球形のフォルステライトが生成した．一方，酸素の不足した環境で生成したケイ酸塩は，2種類の自己組織化構造を示した．どちらも数 nmサイズの結晶から成り，透過型電子顕微鏡によって観察された結晶構造はエンスタタイトと合致した．酸素が十分に存在する環境で生成したケイ酸塩は9.7，10.8 umに現れる2つのピークが顕著であったのに対し，酸素の不足した環境で生成したケイ酸塩は，10.0，11.4 umにピークをもつバンド幅の広い，赤外吸収スペクトルを示した．後者の特徴は，彗星に観測される10 umバンドの特徴と類似している．これまではMg/Fe比が赤外スペクトルに与える影響が大きいと考えられていた．本研究は，生成雰囲気中の酸素がダストの形態と密接な関係があり，それによって赤外スペクトルが大きく変化することを新たに示した．

MoO3 nuclear production is reported. During the growth process of nucleus formation, the shape of red spectroscopic particles is modulated, and the particles in crystallographic isoplanes are fused. Nucleus formation of particles, molecules in the gaseous phase, growth of needle-like particles. The acicular particles flow in opposite directions, the orientation of the crystals aggregates, the fusion occurs, and the cubic particles grow in opposite directions. The nuclear generation and growth of the gas phase are based on the classical thermodynamics. Report on the nuclear production of MgxFeySiOz. The most abundant and most difficult materials in the solar system. In this study, we focused on acid deficiency, acid deficiency, Mg, acid nucleation, growth, and field measurement. The acid element exists in the environment very much, and spherical particles below 100 nm are produced. One side, the acid element is insufficient, the environment is generated, the acid element is generated, and the two kinds of their own organizational structure are shown. The crystal structure is observed by a transmission electron microscope. Acid is produced in the presence of 10 μ m acid, 9.7 μ m, 10.8 μ m acid, 2 μ m acid, 10.0 μ m acid, 11.4 μ m acid, 2 μ m acid, 10.0 μ m acid, 11.4 μ m acid, 10.0 μ m acid, 11.4 μ m acid. The characteristics of the latter are similar to those of the comet. The Mg/Fe ratio is the most important factor affecting the quality of the products. This study is aimed at generating new information on the close relationship between the morphologies of the elements in the matrix.

项目成果

宇宙ダストの形成過程の解明に向けたS-520観測ロケットによる微小重力実験

利用S-520探空火箭进行微重力实验阐明太空尘埃形成过程

• 发表时间: 2016
• 作者: 木村勇気;石塚 紳之介;中坪 俊一;斎藤 史明;山﨑 智也;左近 樹;竹内 伸介;稲富 裕光
• 通讯作者: 稲富 裕光

In situ FT-IR study on the homogeneous nucleation of nanoparticles of titanium oxides from highly supersaturated vapor

• DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2016.06.036
• 发表时间: 2016-09-15
• 期刊: JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH
• 影响因子: 1.8
• 作者: Ishizuka, Shinnosuke;Kimura, Yuki;Yamazaki, Tomoya
• 通讯作者: Yamazaki, Tomoya

気相中におけるナノ粒子均一核生成過程の赤外スペクトルその場測定

纳米颗粒气相均匀成核过程的红外光谱原位测量

• 发表时间: 2015
• 作者: 石塚紳之介;木村勇気
• 通讯作者: 木村勇気

微小重力下におけるアルミナ均一核生成過程の赤外スペクトルその場測定

微重力下氧化铝均匀成核过程红外光谱的原位测量

• 发表时间: 2016
• 作者: *石塚 紳之介;木村 勇気;山﨑 智也;左近 樹;稲富 裕光
• 通讯作者: 稲富 裕光

Josef Stefan Institute(スロベニア)

约瑟夫斯特凡研究所（斯洛文尼亚）