宗本隆志-东京大学大学院理学系研究科地球惑星科学専攻.DOC

海外インターンシップ成果報告書 書類提出先：地球惑星科学専攻事務室内?組織的な若手研究者海外派遣プログラム事務担当 提出締切：帰国後10日以内 提出形式：デジタルファイル（WORDもしくはテキストファイル）、およびそれを印刷したもの1部。 氏名（ふりがな） 宗本　隆志　（むねもと　たかし） 学年　/　指導教員 博士課程２年　/　村上隆 学内居室　/　内線番号 理学部新１号館７５１号室　/　内線２４０２１ 電子メールアドレス munemoto@eps.s.u-tokyo.ac.jp 訪問先 The Johns Hopkins University 国名?所在地 アメリカ合衆国?メリーランド州 期間（日数） 平成２３年９月１２日から平成２３年１０月３１日 受入教員 　　　　　　（部局/ 役職/ 氏名） Dept. Earth and Planetary Science/ Professor/ Dimitri A. Sverjensky 受入教員連絡先 （電話?電子メールアドレス） Tel: 410-366-8568 e-mail: sver@jhu.adu 経過報告：受け入れ先に到着してから帰国まで、時間順に研究に関しての主要な経過（セミナー参加、研究発表、ディスカッション、受けた指導、行った実験?解析など）を記載。600～800字。 　　とは別に、補足資料として、画像ファイルも添付すること。画像はA4で2枚に納まる分量を限度とする。 　今回の滞在では、以下の経過にて研究及び議論を行った。 ?研究対象であるカルサイトに対する溶存イオンの吸着データの吟味と選定（1週目～２週目） 　滞在初日にSverjensky教授とミーティングを行い、これまでの研究と今回のインターンシップにおける詳細な研究計画について話し合いを行った。その結果、カルサイトに対する元素の吸着データを取得し、その中から解析可能なデータを吟味し対象元素を選択することから始めた。結果、カルサイトに対するコバルトイオンの吸着反応について熱力学的吸着理論（Triple Layer Modeling:TLM）を用いて解析することに決まった。 ?熱力学パラメータ、及び吸着パラメータの決定（２週目～４週目） 　対象元素がコバルトに決定後、コバルトの溶存錯体生成の平衡定数やカルサイトが持つ吸着サイト数、界面電気二重層のキャパシタンス等の吸着パラメータについてデータの収集を行った。特に、コバルトと水酸化物イオン、及び炭酸イオンの錯体生成平衡定数は非常に古いデータしかなく、溶存種によってはNISTのデータベースに存在しないものすらあったため、注意深く文献調査を行った。 ?GEOSURFを用いたTLMによる解析（４週目～７週目） 　吸着データと溶存イオンの錯体生成平衡定数を地球化学コードGEOSURFにインプットし、実験データの理論計算による再現を試みた。再現する系で必要な反応式が多く、GEOSURFのデータベースを大きく書き換える必要があったため、バグの修正や平衡定数の再計算等に苦労した。様々な吸着反応式とその平衡定数を可変パラメターとして、実験データを再現することができた。 　　　　　　　図１JHUホームウッドキャンパス　　　　　　　　　　　　図２地球惑星科学のオフィスが入るOlin Hall 　　　　　　　図３Sverjensky研究室のオフィス　　　　　　　　　　　　図４Sverjensky教授との議論に用いたノート 2. 研究上の成果： 解決した問題点やあらたに発見された問題点、今後の研究の進め方について得られたヒントなどを記載。600 字以上。 　今回のインターンシップでは、炭酸塩鉱物の吸着反応を理論的に解析するという目的でカルサイトに対するコバルトイオンの吸着反応について検討した。鉱物の吸着反応は地球表層環境における最も重要な化学プロセスの一つであり、これまで鉄酸化水酸化物や石英などの酸化物に対していくつかの吸着モデルが確立され多くの研究報告がなされてきた。一方、炭酸塩鉱物は地球表層に普遍的に存在する重要な鉱物であるにも関わらず、吸着反応についてのモデル化を試みる研究報告例が少なく、炭酸塩鉱物に対する吸着反応を定量的に評価することは地球表層における元素の移動を予測する上で重要な課題である。炭酸塩鉱物の吸着モデルはこれまで界面電気二重層のキャパシタンスを一定とするConstant capacitance modelやイオン交換反応によって検討されてきた。今回のインターンシップでは実際の鉱物-水界面の構造を模擬できるTLMを用いて表面錯体生成反応に基づく解析を行い、反応式の適合性、錯体生成反応の平衡定数を見積もった。解析結果により、実験で得ら