2016 Fiscal Year Annual Research Report
Chemical and Mathematical Model for Reaction-Diffusion Phenomena with Spatial Ordering
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26520203
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
並河 英紀 山形大学, 理学部, 教授 (30372262)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
方 青 山形大学, 理学部, 教授 (10243544)
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| Project Period (FY) |
2014-07-18 – 2017-03-31
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| Keywords | リーゼガング / 反応拡散 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
初期反応に濃度閾値を有さない化学反応系におけるリーゼガング現象の化学的な機構解明およびその数理科学的なモデル化に成功した。これまで、リーゼガング現象の研究においては難溶性塩の形成反応を利用したものが主であった。難溶性塩の形成反応は、カチオンおよびアニオンの濃度積が溶解度積を超えることで反応が開始する。そのため、反応速度式には溶解度積に関するステップ関数が含まれる。これに対し、本研究では金属イオンの還元反応を利用したリーゼガング現象の発現に成功したものである。具体的には、クエン酸を含有させたゼラチンゲルへ銀イオンを拡散させ、ゲル中でクエン酸による銀イオンの還元反応を進行させる。この時のクエン酸および銀イオン濃度を一定範囲内に設定することで、空間法則を満たす周期構造が形成することを明らかとした。更に、銀イオンがクエン酸により還元されることで形成する銀核クラスターの構造を安定化させる保護分子を添加させることで、空間係数が大きく制御されることを発見した。これらの実験結果は、初期反応にステップ関数を含まない反応拡散方程式で再現することが可能であり、化学的および数理科学的モデルを構築することに成功した。得られた成果は、自然界に見られるリーゼガング型現象に対するモデル系としての応用が期待できる。
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Research Products
(17 results)
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[Presentation] 流れと構造形成2016
Author(s)
並河英紀
Organizer
第10回自己組織化討論会
Place of Presentation
山岸園（静岡県、伊東市）
Year and Date
2016-09-25 – 2016-09-25
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