Optical analysis of single aerosol liquid droplet properties using laser trapping-microspectroscopy

使用激光捕获显微光谱法对单个气溶胶液滴特性进行光学分析

• 批准号: 22K05166
• 负责人: 三浦 篤志
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05166/
• 关键词: 光ピンセット; エアロゾル液滴; レーザー捕捉; 顕微分光; 単一液滴; 単一エアロゾル液滴; 液滴物性分析; 物性制御

一般的に液体物性はサイズに依存せずどのようなスケールの液体でも基本的に同じであるとみなされているが，我々は最近，微小な液滴であるエアロゾル液滴がバルクの液体とは全く異なる物性を示すことを強く示唆する結果を得た。これらの結果に基づき我々は，「空気中に浮遊しなにものにも接触していない液体」において「数~十数マイクロメートルまで微小化した液体では液滴粒径に依存して物性が変化」し，「この現象は液体の種類に依らずあらゆる液体で観測され得る」との仮説をたて本研究を進めている。本年度はレーザー捕捉した単一エアロゾル水滴粘度の液滴サイズ依存性の解明をめざし，以下の検討を行った。水滴中にローダミンB(RhB)を溶解させた母液をネブライザーでエアロゾル化し，温度および湿度を制御可能なカスタムメイド測定チャンバー中に導入し，単一水滴を安定にレーザー捕捉した。液滴中のRhBの蛍光の気液界面での全反射により生じるwhispering - gallery mode共鳴スペクトルから水滴サイズをnmの精度で決定するとともに，水滴中のRhBの時間分解蛍光測定を行い蛍光寿命および蛍光異方性から求められる回転緩和時間の測定に基づき水滴粘度を算出した。その結果，バルクの水の粘度（~1.00）に対し，半径4.3 マイクロメートル以下の単一水滴はバルクの水（~1.00 cP）に比べ高い粘度を示した。加えて，水滴サイズの減少と共に液体粘度が上昇すること，および，水滴粘度は液滴半径の逆数に比例することを明らかにした。今回見いだした液滴粘度のサイズ依存性は，水滴/空気界面に発生するラプラス圧および水滴表面層における水の構造の特異性に依るものと考察された。これらの結果をフルペーパーとしてまとめ，現在投稿中である。

General liquid physical properties are dependent on the properties of liquids.のliquefied basic に Same as じであるとみなされているが, I 々 Recently, micro-droplet liquid droplets have been developed, and the physical properties of micro-droplets have been improved.これらのRESULTSにbasedづき我々は,「空気中にfloatingしなにものにも CONTACTしていないLiquid"において"Number~tens of マイクロメートルまでminiaturized したliquid The particle size of the droplets depends on the physical properties of the liquid, and the phenomenon depends on the type of liquid.らずあらゆる Liquid で観measurementされgetる　との仮说をたてThis study is carried out. This year's はレーザーcapture した単一エアロゾルWater droplet viscosity の Droplet サイズ dependence の明をめざし, the following の検 Discussion を行った. The solution of にローダミンB (RhB) in water droplets is the させた mother liquor をネブライザーでエアロゾル化し, the temperature is およびHumidity control is possible by measuring the amount of water that can be introduced into the water, and a single drop of water can be stabilized and captured.のRhB in the droplet の荍光 の気 liquid interface で の total reflection に よ り生 じ るwhispering - gallery mode resonance スペクトルから水drop サイズをnmのprecisionでdeterminationするとともに, 水drop中のRhBの Time Decomposition 蛍Light measurement, light life, light anisotropy, measurement of light anisotropy, recovery time, measurement of water droplet viscosity, and calculation of water droplet viscosity.そのRESULTS, バルクの水の viscosity (~1.00) に対し, radius 4.3 マイクロメートル下の単一水出はバルクの水 (~1.00 cP) is higher than the viscosity of the product. Add えて, the water droplet サイズの decreases と同に the liquid viscosity が rises すること, および, the water droplet viscosity は the inverse number of the droplet radius にratio することを明らかにした. This time, we will discuss the dependence of droplet viscosity and the dependence of water droplet/air interface.ラス姧および Water droplet surface layer における Water の structure の specificity に る も の と investigation さ れ た. The result of これらのをフルペーパーとしてまとめ is now being submitted.

项目成果

Forming Fe nanocrystals by reduction of ferritin nanocores for metal nanocrystal memory

• DOI: 10.1063/5.0092210
• 发表时间: 2022-05
• 期刊: AIP Advances
• 影响因子: 1.6
• 作者: T. Matsumura;A. Miura;Takio Hikono;Y. Uraoka