Soft X-ray spectroscopy of micro- and nanobubbles

微米和纳米气泡的软 X 射线光谱

基本信息

批准号：
22K04930
负责人：
鈴木哲
金额：
$ 2.5万
依托单位：
University of Hyogo
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

项目摘要

液体セル中の水へのSEM中電子照射によって形成されたサーフェスマイクロバブル（液体セルの角に形成されたもの）の形状をSEMにより直接観察した。観察した全てのバブルで例外なくほぼ90度の接触角が観測された。この結果は、これまで液中AFM研究で非常に小さな接触角が観測されていることと非常に対照的である。本結果はオ－プンアクセスの論文誌 (e-J. Surf. Sci. Nanotechnol.)に掲載された。ただしAFMで観測されているサーフェスバブルは一面が固体に接しているのに対し、我々がSEMで観測しているサーフェスバブルは2面あるいは3面が固体に接触していることが上述の接触角の違いの要因になっているという意見があり、引き続き検討を続けている。マイクロバブルのようなマイクロスケールの物体の直接観察には光電子顕微鏡が適していると考えられる。このため、今後は光電子顕微鏡用の液体セルの作製に注力していく予定である。光電子顕微鏡用の液体セルは電子透過窓の面積は小さくて良いが、電子を透過させるためには窓の膜厚をナノメートルスケールに薄くする必要があり、もちろん内部の液体を真空中で保持する強度が求められる。観察に最適な窓の材質と窓の大きさや膜厚を探る。また、チャージアップを防ぐために導電性も求められる。必要に応じて単原子層グラフェンを担持することによって導電性を確保することを考えている。また本研究で開発している液体セルは、ナノ・マイクロバブル以外にも様々な液体試料の観察に適用できると考えられるため、水と油のエマルションの分析なども視野に入れて研究を進める予定である。

使用SEM直接观察在SEM期间用电子照射液池中的水而形成的表面微泡（形成于液池的角部）的形状。对于观察到的所有气泡，无一例外地观察到约90度的接触角。这一结果与之前液体 AFM 研究中观察到的非常小的接触角形成鲜明对比。该结果发表在开放获取期刊（e-J. Surf. Sci. Nanotechnol.）上。然而，虽然AFM观察到的表面气泡有一侧与固体接触，但我们用SEM观察到的表面气泡有两侧或三侧与固体接触，这就是上面提到的接触角。是两者之间差异的一个因素，我们正在继续考虑这一点。光电子显微镜被认为适合直接观察微尺度物体，例如微气泡。因此，我们计划未来专注于制造用于光电子显微镜的液体电池。光电子显微镜用的液体池只需要小的电子传输窗口，但为了让电子通过，窗口的薄膜厚度必须减小到纳米级，当然内部的液体必须保持在真空中。是必须的。找出用于观察的最佳窗口材料、窗口尺寸和薄膜厚度。还需要导电性来防止充电。我们正在考虑通过根据需要支持单原子层石墨烯来确保导电性。此外，本研究开发的液体池可应用于纳米和微米气泡以外的各种液体样品的观察，因此我们计划继续研究以分析水和油乳液。