2018 Fiscal Year Research-status Report
Possibility of Novel Crystallization by Controlling Size Distribution with Multiple Degrees of Freedom
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18K03500
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| Research Institution | Aichi Institute of Technology |
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Principal Investigator |
上羽 牧夫 愛知工業大学, 基礎教育センター, 教授 (30183213)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
勝野 弘康 立命館大学, 理工学部, 助教 (70377927)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | カイラリティ転換 / ヴィエドゥマ熟成 / カイラル結晶化 / 結晶多形 / 準安定状態 / 結晶サイズ分布 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，結晶異性体や準安定相など多自由度を持つ多数の結晶集団において，結晶粉砕，温度変化などの簡単な物理的条件変化によってサイズ分布関数を制御し，その結果として起きる新しい結晶成長の可能性を探求することにある．出発点となるのは，すでに見つかっている結晶粉砕や温度循環(温度の周期的変化) による結晶カイラリティの転換と結晶サイズ分布の関係を解明し，それを応用して可能となる新しい現象を提案することである．
最初の課題としては，粉砕による結晶カイラリティ転換(ヴィエドゥマ熟成)の際に，微結晶のサイズ分布が一時的に広がるという異常現象の解明があった．この現象の原因やこの異常がカイラリティ転換のための条件であるのかも明らかでなかった．これを解明するために，我々が提案した結晶のクラスターによる成長をふくむ一般化Becker-Doeringモデルで，色々な粉砕方法による結晶サイズ分布の時間発展の違いを数値計算によって調べた． その結果，超音波粉砕の場合には異常な分布が一時的に出現するが，ガラスビーズと磁気撹拌機を使った粉砕では定常分布が維持されることを見出した．これは実験での観測結果とも整合する．このことから異常分布自体はカイラリティ転換の必要条件ではないことが結論できた．
また粉砕による結晶カイラリティ転換と同様な方法を使えば，クラスターによる結晶成長をする物質では，安定相と準安定相が共存状態にあるとき，通常とは逆に前者を後者に転換することが可能な場合があることをモデルの数値計算によって確かめることができた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
微結晶のサイズ分布が一時的に広がるという異常な現象をクラスターによる成長をふくむ一般化Becker-Doeringモデルで，色々な粉砕方法による結晶サイズ分布の時間発展の違いを数値計算によって調べることで超音波粉砕の場合には異常な分布が一時的に出現することを示すことができた．よってこの異常分布自体はカイラリティ転換の必要条件ではないことが判明し，これまでの理論が正しいことを結論した．
準安定相に関しても，粉砕による結晶カイラリティ転換の手法を使って，安定相を準安定相に転換することができそうな結果が得られるなど予想通り進行している．
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| Strategy for Future Research Activity |
結晶安定相からの準安定相実現の問題を結果を詳しく解析整理して発表する．
温度の周期的な変化などの外部パラメタの変化に対し系のサイズ分布がどのように時間発展するかを数値計算するための新しい計算モデルを開発する．これは大きな系の時間発展を調べるため重要な手段となるはずである．
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| Causes of Carryover |
研究代表者が日程の問題で学会に参加できなかったことなどのため．
残額は2019年度の国際会議参加費用に充てる予定．
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