ラジカルの拡散が活性化させる星間塵表面での分子進化：複雑有機分子生成の鍵

自由基扩散激活的星际尘埃表面的分子演化：产生复杂有机分子的关键

基本信息

批准号：
22H00159
负责人：
渡部直樹
金额：
$ 25.71万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2027-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H00159/
关键词：
星間塵分子進化ラジカル表面拡散

项目摘要

真空槽中に擬似的な星間塵表面（アモルファス氷）を作製し，そこに紫外線を照射しOHラジカルを作製した。氷表面の微量なOHラジカルを光刺激脱離-共鳴多光子イオン化法を用いて検出した。OH検出量は氷の温度に依存しており，その温度依存性からOHの氷表面拡散の活性化エネルギーを世界で初め導き出した。得られた結果を分子雲環境に適用すると，氷星間塵表面全体をOHラジカルが動き回り反応を誘起する，つまり分子進化が活性化する温度領域は，およそ36 Kであることが分かった。量子化学計算の手法により，星間塵表面に存在度が高いと思われるラジカル種（OH，HCO， CH3， CH3O）と氷表面の結合エネルギーを導出した。結合エネルギーは，同じ化学種であっても氷表面の吸着サイトによって大きく異なり，氷表面における多様な振る舞いの一因になり得ることが分かった。星間塵表面で生じていると思われるOCS + HおよびPH3 + D反応の活性化エネルギーについても，氷表面では気相反応とは異なる値が得られ，氷に緩く結合した分子の反応であっても，氷表面の影響は無視できないことが分かった。独自に開発したCs+イオンピックアップ法を用い，氷表面におけるCH3OH＋OH反応の実験を行った。反応生成物として，CH3OおよびCH2OHが生成することが分かった。また，２つの生成物に対応した氷表面反応の活性化エネルギーを量子化学計算で求めた。

在真空室中制备模拟的星际尘埃表面（无定形冰），并用紫外线照射以产生OH自由基。使用光刺激的解吸呼吸多光子电离检测到冰表面上的少量OH自由基。检测到的OH量取决于冰的温度，OH的冰表面扩散的活化能是从其在世界上的温度依赖性中得出的。当将获得的结果应用于分子云环境时，发现OH自由基在整个整个冰层灰尘表面移动的温度范围，即诱导反应，即分子进化被激活，大约是36K。量子化学计算技术已导致了自由度的界面（OH，HCO，CH3，CH3，CH3O，CH3O，CH3O，CH3O）之间的结合效应，是量的结合能，是CH3，CH3O，CH3O的相互作用。表面。发现结合能的不同之处在于冰表面的吸附位点，即使对于同一物种，并且可以促进冰表面的各种行为。 OCS + H和PH3 + D反应的激活能似乎在星际尘埃表面出现在冰表面上的气相反应的值不同，并且发现即使在与冰块松散结合的分子反应时，也无法忽略冰表面的效果。使用原始的CS+离子拾取方法，我们对冰表面上的CH3OH+ OH反应进行了实验。发现将CH3O和CH2OH形成为反应产物。此外，通过量子化学计算确定了与两种产物相对应的冰表面反应的活化能。

项目成果

期刊论文数量（22）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Modelling the radical chemistry on ice surfaces: an integrated quantum chemical and experimental approach

模拟冰表面的自由基化学：一种集成的量子化学和实验方法

DOI：
10.3389/fspas.2022.890161
发表时间：
2022
期刊：
Front. Astron. Space Sci.
影响因子：
0
作者：
W. M. C. Sameera;B. Senevirathne;T. Nguyen;Y. Oba;A. Ishibashi;M. Tsuge;H. Hidaka;N. Watanabe
通讯作者：
N. Watanabe

Penetration of Nonenergetic Hydrogen Atoms into Amorphous Solid Water and their Reaction with Embedded Benzene and Naphthalene

非能氢原子渗入非晶态固体水中及其与嵌入的苯和萘的反应

DOI：
10.3847/1538-4357/ac752e
发表时间：
2022
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
0
作者：
Masashi Tsuge; Akira Kouchi; Naoki Watanabe
通讯作者：
Naoki Watanabe

Development of highly sensitive detection method for adsorbates on water ice: revealing the role of radicals in molecular formation

开发水冰吸附物的高灵敏度检测方法：揭示自由基在分子形成中的作用

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
A. Ishibashi;H. Hidaka;Y. Oba;A. Kouchi;N. Watanabe
通讯作者：
N. Watanabe

Surface Reaction of Methyl Mercaptan (CH<sub>3</sub>SH) with Hydrogen Atoms on Amorphous Solid Water

甲硫醇(CH<sub>3</sub>SH)与氢原子在无定形固体水中的表面反应

DOI：
10.3847/1538-4357/acafde
发表时间：
2023
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
0
作者：
Nguyen Thanh;Oba Yasuhiro;Sameera W. M. C.;Furuya Kenji;Kouchi Akira;Watanabe Naoki
通讯作者：
Watanabe Naoki

Recent progress in experiments on nonenergetic surface processes

非能表面过程实验最新进展

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
土屋彰登;小園誠史;奥村聡;Naoki Watanabe
通讯作者：
Naoki Watanabe

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当事者研究について

关于对相关人员的研究

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
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通讯作者：
熊谷晋一郎

低温 CO 固体表面における水素原子表面拡散の観測

低温CO固体表面氢原子表面扩散的观察

DOI：
发表时间：
2018
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影响因子：
0
作者：
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通讯作者：
渡部直樹，木村勇気，柘植雅士，香内晃，V. Pirronello