| 研究課題/領域番号 |
15K05127
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
物性Ⅰ
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| 研究機関 | 愛知工業大学 (2016-2018)
名古屋大学 (2015) |
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研究代表者 |
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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| 研究分担者 |
勝野 弘康 立命館大学, 理工学部, 助教 (70377927)
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| 研究協力者 |
佐藤 正英
三浦 均
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | カイラリティ転換 / カイラル結晶化 / ヴィエドゥマ熟成 / ベッカーデリングモデル / 結晶鏡像体過剰率 / 塩素酸ナトリウム / パターン形成 / ステップ / 準安定状態 / カイラルクラスター |
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| 研究成果の概要 |
カイラリティ(左と右の区別)の異なる結晶粉末をふくむ溶液の温度を周期的に変えることによって，結晶の(そして同時にその構成分子の)カイラリティ転換が起こり，左か右の片方だけになるという新現象の機構を究明した．合理的なモデルによってクラスターサイズ分布の変化を研究し，カイラルクラスターが結晶成長に寄与する条件でこの不思議な現象を統一的に説明した．さらに，粉砕撹拌による結晶カイラリティ転換の実験で報告された転換末期に結晶のサイズ分布が異常に広がる現象の原因を解明し，この異常は転換の必要条件ではないことを示した．また非平衡での結晶表面ステップの櫛状パターン形成とその周期決定の仕組みを明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
溶液中での結晶の粉砕攪拌や温度の周期的な変動によって自由エネルギー的には等価な2状態の一方が他方に変わってしまう現象は物理的に一見あり得ないように見える．しかし系の非平衡性に注意し，カイラルなクラスターが直接結晶の成長に寄与するというごく自然なミクロな過程を認めることによって，粉砕と温度循環という異なる条件下で可能であることを統一的に示せた．逆にこのことは，クラスターによる成長という直接的には観測が難しい過程を間接的に実証したことにもなる．粉砕や温度循環の方法によるホモカイラル状態の実現は，化学工学的には簡便さや経済性から実用化の可能性は大きい．とくに温度循環法はスケールアップも容易である．
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