2015 Fiscal Year Annual Research Report
界面素過程の非線形性に起因する結晶成長の自発成長振動－宇宙実験による検証－
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25600081
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
古川 義純 北海道大学, 低温科学研究所, 特任教授 (20113623)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 氷結晶 / 結晶成長 / 微小重力環境 / 不純物効果 / 不凍糖タンパク質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では、新たに開発された宇宙実験装置に搭載された反射型マイケルソン干渉顕微鏡によって得られる干渉縞をもとに、自由成長する氷のベーサル面の成長速度の精密解析を行うことを目的とした。具体的な宇宙実験は、国際宇宙ステーション「きぼう」において、2014－2015年にかけて実施された。この宇宙実験では、氷結晶の成長に対する不純物、特に生体高分子のマクロ分子の影響を解明することを木駅とした。具体的には、不純物として不凍糖タンパク質（AFGP）を0.7mg/mgの濃度で含む水を過冷却させて、その中で氷結晶の自由成長をさせる。この宇宙実験で取得された干渉計画像は、直ちに稚樹にダウンリンクされて、詳細な解析にかけられる。
最終年度は、昨年度までに得られていた氷ベーサルメンでの成長速度の振動現象の詳細な解析を継続して行った。その結果、氷ベーサル面の成長速度の時間変動の詳細が明らかなった。すなわち、前年度までデルタ関数的に速度が変動をすると考えていたが、一回の振動周期の中でも時間的に速度が特徴的な変動を示すことが示された。
結晶成長速度の直接的な測定により、結晶の振動成長が明らかになったのは本研究が最初である。宇宙実験では、地上実験では避けることにできない結晶周囲の自然対流の効果が完全に排除されるので、このような極めて再現性の高い周期振動が観察された。宇宙実験ならではの大きな成果であり、２７年度中に開催された国際会議等での報告を行うとともに、論文投稿の準備中である。
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[Presentation] Growth Oscillatory of Ice in Water including Antifreeze Glycoprotein under Microgravity in ISS2015
Author(s)
Y. Furukawa, K. Nagashima, S. Nakatsubo, I. Yoshizaki, H. Tamaru. T. Shimaoka, T. Sone, E. Yokoyama, T. Maki, A. Yamamoto, H. Asakawa, K. Murata, and G. Sazaki
Organizer
31st Annual Meeting of the American Society for Gravitational and Space Research
Place of Presentation
The Westin Alexandria, Alexandria, USA
Year and Date
2015-11-11 – 2015-11-14
Int'l Joint Research
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[Presentation] Oscillatory Growth of Ice Crystal Observed under Microgravity Condition in ISS-Kibo2015
Author(s)
Y. Furukawa, K. Nagashima, S. Nakatsubo, I. Yoshizaki, T. Shimaoka, H. Tamaru, T. Sone, E. Yokoyama, T. Maki, A. Yamamoto
Organizer
THE 22ND ELGRA SYMPOSIUM AND GENERAL ASSEMBLY（CORFU, GREECE）
Place of Presentation
Corfu Chandris Hotel & Villas, Corfu, Greece
Year and Date
2015-09-29 – 2015-10-01
Int'l Joint Research
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[Presentation] Oscillatory Growth of Ice Basal Face Observed in Supercooled Water with Antifreeze Glycoprotein -Ice Crystal 2 Experiments2015
Author(s)
Yoshinori Furukawa, Ken Nagashima, Shunichi Nakatsubo, Izumi Yoshizaki, Haruka Tamaru. Taro Shimaoka, Takehiko Sone, Etsuro Yokoyama,Takao Maki, Asuka Yamamoto, Harutoshi Asakawa, Ken'ichiro Murata, Gen Sazaki
Organizer
6th International Symposium on Physical Sciences in Space
Place of Presentation
同志社大学、京都市、日本
Year and Date
2015-09-14 – 2015-09-18
Int'l Joint Research
