2019 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, 工学部, 教授 (30183213)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
勝野 弘康 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 協力研究員 (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 |
研究の大きな目的は，結晶異性体や準安定相などいくつかの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結晶サイズ分布関数を制御して起こしうる新しい結晶成長の可能性を探求することにある．研究の出発点となるのは，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の現象である．これらの異常現象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を目指している．
最初に取り組んだ，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原因解明は，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モデルでの結晶サイズ分布の数値計算によって，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との結論に達した．したがって異常分布自体はカイラリティ転換の必要条件ではない．
また粉砕による結晶カイラリティ転換と同様なモデルでの計算によって，クラスターによる結晶成長をする物質では，通常とは逆に安定相から準安定結晶相を作り出すことが可能な場合があることを確かめた．これはクラスター成長による結晶化の加速によってエネルギー的に少々不利な相でも多数派になりうることを示している．
このほか炭酸カルシウム(カルサイト)結晶を含む系での準安定相の形成なども調べた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
残念ながら，本年度は研究代表者，分担者ともに業務上，あるいは個人的な事情により十分に研究活動に集中できず期待される成果を上げていない．現在も研究代表者は所属機関での新型コロナウィルスの対応に追われており，研究上の交流も様々な制約を受けている．
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度は最終年度に当たるので，今までの遅れを取り戻し，目的の成果を上げられるようできる限りのことを行う．以前からアイデアと計画だけがあって実行ができていない，温度揺らぎのある条件下でクラスター成長がオストワルト熟成を加速するのではないかという基本的な問題に挑戦したい．そのためには少数原子による核生成の段階から小さいとはいえ巨視的なサイズのクラスターまでを同時に扱える数値計算のスキームを開発する必要がある．現在考えているのは，小さなサイズについては今まで通りBecker-Doeringタイプのモデルを使い，ある大きさを超えたものについては個々の粒子の成長を追うというハイブリッドモデルである．これを作り上げて上記の問題に適用してみたいと考えている．
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| Causes of Carryover |
研究代表者，分担者がともに参加する計画であった国際会議(19th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy)に研究代表者が学内用務との関連で参加できず，ほかの会議に変えたため．
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Research Products
(4 results)
