- 자연 로투스 바카라 수화물의 거시적 분포 및 미세 구조를 관찰하기 위해 위상 대조 X- 선 CT 및 Micro-X-Ray CT
- Micro-X-Ray CT를 사용한 현장 로투스 바카라 수화 분해 공정이 성공적으로 관찰되었습니다
- 자연적으로 발생하는 로투스 바카라 수화물의 특성을 설명하는 데 기여
해저에서 수집 한 로투스 바카라 수화물의 구조적 관찰
*원본 용지에서 인용 및 수정 된 그림을 사용합니다
두 번째 수석 연구원 인 Takeya Toshi, 국립 선진 산업 과학 기술 연구소 (이하 AIST”라고 불림)의 에너지 프로세스 연구 부서 (Energy Process Research Division)의 수석 수석 연구원 인 Takeya Toshi는 Tokachi 해저에서 공동으로 수집되어 Hakihihiro 교수, Hiichiichiich의 Hiichiic Institute, Hiichiichiich의 Hiichiichiich of hirano와 협력하여 공동으로 수집되었습니다 과학, 재료 구조 과학 연구소 (이하 "kek")와 Kyushu Synchrotron Light Research Center의 최고 연구원 인 Yoneyama Akio (이하 "Saga LS")의 수석 연구원 인 Yoneyama Akio 선임 연구원로투스 바카라 수화물의 비파괴 구조를 성공적으로 관찰하고, 해수와의 공존을 포착했으며, 또한 현장에서 로투스 바카라 수화물의 분해 과정을 관찰했습니다
로투스 바카라 수화물은 새로운 국내 에너지 자원이 될 것으로 예상되며, AIST는 지표 로투스 바카라 수화물을 에너지 자원으로 전환하기 위해 로투스 바카라 회복 및 생산 기술 개발, 해상 조사 및 환경 영향 평가를 수행하고 있습니다 이러한 회복 및 생산 기술을 개발하려면 천연 로투스 바카라 수화물의 물리적 특성을 이해해야합니다 그러나 기존의 관찰 및 분석 방법은 로투스 바카라 수화물을 주변 해수 및 얼음과 구별 할 수 없습니다 따라서, 밀리미터에서 센티미터 규모의 샘플에서 천연 로투스 바카라 수화물의 분포 (macroscale)를 조사하기 위해 마이크로 미터 규모의 내부 구조 (마이크로 스케일)를 시각화하고 위상 대비를 시각화합니다X-ray CT| 및 Micro-X-Ray CT 스캔을 수행 하였다 결과적으로, 천연 로투스 바카라 수화물은 로투스 바카라 가스 기포 주변의 막에 분포되어 있으며,이 과정에서 형성된 것으로 보이는 의사-구조 구조가 유지되는 것으로 밝혀졌다 우리는 또한 로투스 바카라 수화물의 분해 동안 시간이 지남에 따라 3 차원 변화를 관찰하는 데 성공했습니다
이 연구에서 제안 된 관찰 방법을 사용하여, 로투스 바카라 수화물 형성 및 분해의 거동 및 퇴적물의 물리적 특성을 이해하는 데 기여합니다
이 성과에 대한 세부 사항은 2025 년 1 월 20 일에 제공 될 예정입니다CrystenGcomm"에서 온라인으로 게시 됨
로투스 바카라 수화물을 "화상 얼음"이라고하며 저온 및 고압 환경에서 물 분자에 의해 생성 된 바구니와 같은 구조에서 로투스 바카라 분자를 함유하는 얼음 모양의 결정입니다 그것은 결정에 많은 양의 로투스 바카라을 둘러싸고 있기 때문에 새로운 국내 에너지 자원이 될 것으로 예상됩니다 해저 근처의 진흙 층에 거대한 형태로 분포 된 표면 로투스 바카라 수화물의 존재는 일본 바다와 오 후츠 바다의 해안 지역에서 확인되었으며, 개발 연구는 주로 태평양 연안에 분포 된 모래 형 로투스 바카라 수화물과 함께 계속되고 있습니다 천연 표면 로투스 바카라 수화물 퇴적물로부터 로투스 바카라을 회수하고 생산하기위한 기술 개발을 촉진하기 위해서는 물리적 특성에 대한 이해와 성장 및 분해 과정이 필요하다
그러나 물리적 특성을 조사하기 위해 천연 로투스 바카라 수화물을 관찰하는 것은 쉽지 않습니다 현재, 무인 잠수함으로부터의 천연 로투스 바카라 수화물 침착 물의 관찰 또는 전자 현미경 또는 의료용 X- 선 CT를 사용하여 수집 한 후 냉동 된 샘플의 관찰이지만, 전자는 불충분 한 해상도로 인해 작은 세부 사항을 관찰 할 수 없지만 후자는 불충분 한 민감성이므로 해상 수분, 얼음 수분화물을 구별하는 것은 불가능하다
AIST는 Kek 및 Saga LS와 협력하여 저온 조건에서 위상 대비 X- 선 CT를 개발했습니다 이 기술은 흡수 대비 X- 선 CT보다 더 민감하기 때문에 얼음 (및 해수)과 공존하는 로투스 바카라 수화물을 시각화 할 수있는 세계 유일의 비파괴 분석 기술입니다 AIST와 SAGA LS는 또한 저온 조건에서 마이크로 X- 레이 CT 측정을 개발하기 위해 함께 노력해 왔습니다 이 기술은 최대 -150 ° C의 저온에서 여러 마이크로 미터의 공간 해상도에서 시각화 할 수있는 비파괴 분석 기술입니다
Hokkaido, Tokachi 해안의 해저에서 수집 한 천연 로투스 바카라 수화물 샘플 (2020 년 11 월 24 일 Kitami Institute of Technology Press 발표 [PDF : 779KB])의 3 차원 비파괴 구조 관찰은 저온 위상 대비 X- 선 CT 및 저온 Micro-X-Ray CT 기술에 적용되었고, 다중 규모 관찰은 기존 X-ray CT 기술과 함께 수행되었다
이 연구 개발은 JSPS Kagaku Grant Fund 20K05440 및 17H03300에 의해 부여되었습니다
표면 로투스 바카라 수화물은 해수에서 다양한 형태로 성장하고 집계함으로써 형성되며 퇴적물과 섞여 주로 해저 근처의 진흙 층에 존재합니다 (그림 1) 로투스 바카라 수화물을 함유하는 퇴적물은 종종 퇴적물에서의 로투스 바카라 가스의 흐름에 의해 야기 된 로투스 바카라 수화물의 거대 구조 및 로투스 바카라-포화 해수의 이동에 의해 야기 된 로투스 바카라 수화물 결정의 응집 상태와 같은 각 위치에서 다른 구조 및 물리적 특성을 갖는다
그림 1 해저에서 수집 한 로투스 바카라 수화물
*원본 용지에서 인용 및 수정 된 그림을 사용합니다
이 연구는 로투스 바카라 수화물 퇴적물의 구조로 인한 기계적 특성과 같은 특성을 이해하는 것을 목표로합니다Silent LightX- 레이를 사용한 저온 위상 대비 X- 선 CT 및 저온 마이크로 X- 레이 CT를 사용하여 관찰이 수행되었습니다 전자는 X- 선이 재료를 통과 할 때 발생하는 위상 변화를 사용하여 3 차원 이미지로 바뀌는 관찰 기술입니다 시각화는 입방 센티미터 당 몇 밀리그램의 매우 높은 밀도 분해능을 갖는 수소, 탄소, 질소 및 산소와 같은 광 원소로 구성된 샘플에 대해 가능하다 후자는 X- 선이 재료를 통과 할 때 투과율의 변화 (흡수 속도)를 대조하는 관찰 기술로, 마이크로 미터 스케일의 높은 공간 해상도를 가진 3 차원 내부 구조를 통해 볼 수 있습니다
11374_11532분말 X- 선 회절위상 대비 X- 선 CT 관찰로부터 추정 된 바와 같이, 백색 영역의 65%가 로투스 바카라 수화물이고 35%가 얼음 (냉동 해수)이었으며 관측치가 정확하다는 것을 확인한 것으로 나타났다
그림 2 : 천연 로투스 바카라 수화물의 계층 구조
왼쪽부터 기존의 X- 선 CT 이미지, 위상 대비 X- 선 CT 이미지 및 Micro-X-Ray CT 이미지는 모두 2 차원 단면으로 표시됩니다 오른쪽은 분말 X- 선 회절에 의해 확인 된 로투스 바카라 수화물 결정 구조를 보여준다 위상 대비 X- 선 CT는 기존의 X- 선 CT 측정을 사용하여 식별 할 수없는 막 유사 로투스 바카라 수화물 및 해수 (ICE) 부품을 명확하게 시각화합니다 의사-구조 구조는 밝은 파란색 선이있는 그림에 표시됩니다 또한, Micro-x-ray CT는 로투스 바카라 수화물의 소금 침전, 미세 기포 및 입자 경계를 시각화합니다
저온 미세 록스-레이 CT (그림 2)를 사용한 높은 공간 분해능 관찰 결과 (그림 2)는 막-유사 로투스 바카라 수화물의 갭 층에서 해수에 포함 된 염의 응집이 확인되었다 이것은 로투스 바카라 수화물이 자라면서 방출 된 농축 염으로 인한 것으로 생각됩니다 소금은 로투스 바카라 수화물 성장 동안 해수에서 배출되는 것으로 오랫동안 알려져 왔지만,이 연구에서는 방출 된 염의 분포가 처음으로 3 차원으로 시각화 될 수 있습니다 한편, 해저로부터 샘플 수집 동안 막 유사 로투스 바카라 수화물의 외부 표면의 분해에 의해 생성 된 것으로 생각 된 몇 마이크로 미터의 마이크로 버블도 시각화되었다
또한 저온 마이크로 렉스-레이 CT를 사용한 현장 관찰이 수행되었고, 대기압에서 -10 ℃로 가열 될 때 로투스 바카라 수화물의 분해 동안 시간 변화를 성공적으로 관찰했다 (도 3) 분해가 로투스 바카라 수화물 내부의 입자 경계로부터 우선적으로 진행되고, 미세 기포를 포함한 얼음 근처의 로투스 바카라 수화물이 분해없이 유지된다는 것이 밝혀졌다 이 현상은 로투스 바카라 수화물 성장 동안 곡물 경계 내부에서 취해진 동안 침전 된 염에 의해 야기되는 것으로 생각된다 현재까지, 천연 로투스 바카라 수화물의 분해가 국소 적으로 진행되는 경우 또는 분해 공정 동안 미세한 구조 특성이 성공하지 못했다 이 연구에서 밝혀진 분해 과정은 분해 특성의 이해 및 로투스 바카라 수화물의 안정성을 향상시키는 데 기여한다
그림 3 : micro-x-ray ct를 사용한 로투스 바카라 수화물의 분해 과정
(a)는 분해 실험 전에 샘플이 측정 될 때 (수집 후 빠르게 냉동 된 후에 저장) -150 ℃에서 로투스 바카라 수화물이 안정적이었던 2 차원 단면 이미지를 보여준다 이것은 (b) 5 분 동안 분해 후 -150 ℃에서 측정 할 때 내부 구조의 변화를 보여준다 (b) 5 분, (c) 10 분, (d) 15 분 동안 로투스 바카라 수화물은 입자 경계로부터 분해되고, 미세 기포는 시간이 지남에 따라 형성되는 것으로 관찰된다 한편, 샘플 수집 동안 형성된 미세 기포를 함유 한 얼음 필름 근처의 로투스 바카라 수화물 (그림 (A)의 파선)은 시간이 지남에 따라 변하지 않으며 분해가 느리다
로투스 바카라 수화물의 다중 규모 관찰로부터 얻은 정보에 근거하여, 우리는 로투스 바카라 수화물의 형성 및 분해 거동에 대한 이해와 퇴적물의 물리적 특성에 대한 이해를 발전시킬 것이다 표면 로투스 바카라 수화물은 해외 토카치뿐만 아니라 일본 근처와 전 세계의 해역에서 로투스 바카라 수화물 분포에서도 발견 될 수 있습니다 다른 해상 지역의 샘플을 측정함으로써, 해저에 로투스 바카라의 분포, 생산 및 분해가 더 자세히 있다고 믿어집니다 이 연구에서 측정 방법을 통해 얻은 데이터는 자원 부피를 이해하고 표면 로투스 바카라 수화물이 분포되는 물의 환경 영향을 평가하기 위해 사용될 것으로 예상됩니다
게시 된 잡지 :CrystenGcomm
종이 제목 : 가스 수화물의 미세 동역학 모델과 소금물의 영향 : 토카치 해안에서 해저에서 천연 가스 수화물의 사례 연구
저자 : 사토시 탁와, 키요 포미 스즈키, 아키히로 하치 쿠보, 히로토시 사카 가미, 히라츠구 미나미, 사토시 야마시타, 케이치 히라노, 카즈 유키 히오다, 마사마 카마 모토, 아키오 마마 족
doi : 101039/d4ce00999a