Environmental Chemistry Lab., Department of Applied Chemistry, Faculty of Science and Technology, Keio University
게이오기주쿠대학 이공학부
응용화학과환경화학 연구실
Led by Tomoaki OKUDA, Ph.D.
연구내용
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연구테마
입자의 표면적과 빙정핵
입경이나 화학 조성, 형상, 광학적, 전기적 특성 등 많은 인자에 의해 나타나는 대기중을 부유하는 미소한 미세먼지(에어로졸)의 실태 이해는 매우 다양한 분야에서 중요합니다. 특히 입자가 미치는 인체에 대한 악영향을 평가하기 위해 지금까지 많은 연구에서 그 질량 농도나 화학 성분 등이 조사되어 왔습니다. 그렇지만 인체에의 침착을 통한 건강영향을 정확히 평가하기 위해서는 침착현상에 큰 역할을 하는 입자의 표면형태나 전기적 특성의 이해향상이 필수적입니다. 더욱이 입자의 응집 성장, 불균일 반응, 빙정 형성 등에 입자 대전상태, 표면 형태는 깊게 관련되어 있어 입자가 미치는 기후에 대한 영향 평가 등에 있어서도 이들의 특성 이해는 중요합니다. 그 때문에 우리는 확산하전법을 이용한 입자표면적 측정기나 자작의 빙정핵 생성능 측정장치 등을 이용한 다지점에서의 동시관측 등을 통해서 입자표면적의 실태 이해나 표면 형태가 미치는 입자 빙정형성에의 영향 이해를 향한 연구를 실시하고 있습니다.
실제 대기 에어로졸 표면적의 다각적 해석
실제 환경 중에서는 많은 에어로졸 입자는 구형으로 존재하고 있지 않기 때문에 질량 농도나 개수 농도에서 추정하는 구형의 표면보다 실제로는 표면적 농도는 높아지고 있다고 생각됩니다. 그러나 다지점이고 장기에 걸친 표면적 농도의 측정이 이루어진 예는 많지 않아서 표면적 농도의 특성 이해는 아직도 미흡합니다. 그래서 본 연구에서는 노토나 후쿠오카, 후쿠에 등의 다지점에서 확산하전법 이라기 보다는 표면적에 대해 직접적인 수법을 이용해 실제 환경 중 에어로졸 입자의 표면적 농도를 측정하고 있습니다. 그리고 화학 성분이나 입경 분포, 풍향·풍속등의 기상 관측 데이터, 대기의 움직임 시뮬레이션등의 다각적인 데이터와 맞추어 통합적으로 해석을 실시하는 것으로 표면적 농도에 영향을 미치는 지배적 요인이나 지역적 특징을 밝히는 것을 목표로 하고 있습니다.
Snap Shots
국내 각지에서 확산하전법에 의한 입자표면적의 장기관측을 실행하고 있습니다.
관측지점 중 한 곳인 노토의 대기관측소에서의 작업 모습입니다. 관측소에서는 표면적 농도나 화학 성분 농도 등을 측정하는 장치가 일년내내 가동되고 있습니다.
블랙 카본(black carbon)의 전자현미경 이미지입니다. 비구형으로 부피당 표면적이 큰 입자의 대표적 예입니다.
순수(왼쪽), 저농도 토양 입자 현탁액(중), 고농도 토양 입자 현탁액(오른쪽)의 입자 빙정 형성 실험 모습입니다. 보다 많은 토양 입자를 포함한 물방울 쪽이 높은 온도에서 동결되어 있습니다.
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