2010 Fiscal Year Annual Research Report
ソフトマター粘弾性場からの結晶化における非平衡構造形成
| Project Area | Creation of non-equilibrium soft matter physics: Structure and dynamics of mesoscopic systems |
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| Project/Area Number |
18068014
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
戸田 昭彦 広島大学, 大学院・総合科学研究科, 教授 (70201655)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 晋平 広島大学, 大学院・総合科学研究科, 准教授 (40379897)
田口 健 広島大学, 大学院・総合科学研究科, 准教授 (60346046)
山崎 義弘 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (10349227)
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| Keywords | 結晶性高分子 / 脂質 / タンパク質分子 / 有機結晶 / 非平衡パターン |
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| Research Abstract |
昨年度までに引き続き,結晶性高分子,タンパク質分子,有機結晶を対象として,微結晶集合体の自発的勾配場下での固液界面不安定性,超薄膜における結晶成長,結晶成長表面近傍のダイナミクス,有機結晶集合体のパターン形成について,以下の通り研究を実施した。
(1)成長界面不安定性の抑制効果が期待される外場(温度)勾配下における定常成長を行い,内部構造が外場勾配に強く影響されることを見いだした。この成果は,成長界面近傍に形成される勾配場が,球晶構造形成に決定的な役割を果たしていることを示す結果である。また,0.1m以下の膜厚の薄膜媒質からの結晶化では,高分子供給のために形成される物質輸送勾配場が構造形成に決定的な役割を果たしていることは自明である。また一方で,薄膜であるための空間拘束により,微結晶再配向が抑制され,枝分かれした結晶が隣り合って成長するセル構造が発達する。このセル幅がバルク溶融体からの結晶化における微結晶幅と同じ変化を示すことを確認した。これは,薄膜からの結晶化と同様な物質輸送勾配場がバルク溶融体内でも作用していることを確証する成果である。
(2)融解アニールによる高分子薄膜粘弾性変化が、結晶分岐構造の増大やリズミック成長を伴うリング状結晶の出現などの非平衡パターンの変化を引き起こすことを明らかにした。
(3)蛍光相関分光法をタンパク質結晶化過程に適用し、タンパク質結晶表面近傍のタンパク質分子の凝集伏態を分子の拡散係数を通じて明らかにした。
(4)アスコルビン酸水溶液(または、メタノール溶液)からの溶媒の蒸発による(2+1)次元的結晶成長において、成長界面どうしがフラクタル的な衝突をすることを見いだし、観察・解析を行った。
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