| 研究課題/領域番号 |
20K04124
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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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| 審査区分 |
小区分17040:固体地球科学関連
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
興野 純 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (40375431)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 二酸化炭素回収貯留 / 炭酸マグネシウム / Hydromagnesite / Dypingite / Nesquehonite / 非晶質炭酸マグネシウム（AMC） / ポリアモルフィズム / 非晶質炭酸マグネシウム / ネスクホナイト / ダイピンジャイト / ハイドロマグネサイト / ネスケホン石 / ダイピング石 / 水苦土石 / 非晶質構造解析 / アモルファスシリカ / アモルファス炭酸カルシウム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
地球上にはアモルファス物質が幅広く分布している．液体のように乱れた構造のアモルファス物質は様々な構造を取ることができ「ポリアモルフィズム」と呼ばれている．しかし，原子位置の決定が困難なため，私たちはその構造だけでなく構造に起因する性質も正確に理解できずにいる．本研究は，PDF法による非晶質構造解析および第一原理計算による電子状態解析を用いて，アモルファス物質の構造を明らかにする．そして，アモルファス物質の構造の違いによって温度圧力特性が変化することを示し，どのような構造のアモルファス物質がどのような性質を持ち，地球上のどのような現象に関与しているのかを解明し，アモルファス物質の実態に迫る．
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| 研究成果の概要 |
大気中の二酸化炭素を炭酸塩鉱物として地下に固定する二酸化炭素回収貯留（CCS）技術は，長期間安定に二酸化炭素を隔離できる方法として注目されている．炭酸マグネシウム水和物は地下に固定される主要鉱物の一つである．本研究では，炭酸マグネシウム水和物に由来する非晶質炭酸マグネシウムの構造を明らかにすることを目的に実施した．本研究によって，非晶質炭酸マグネシウムには少なくとも3種類の構造が存在していることが分かった．これによって地球上に分布するアモルファス物質には実は異なる構造を持つポリアモルファスが存在することが分かり，今後はそれぞれのアモルファス物質ごとの性質の違いを明らかにすることが必要である．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
アモルファス物質は，土壌中だけでなく河川や海洋にも普遍的に含まれている．アモルファス物質は，熱変成や水質変成などの変成作用や，水中に溶け出した物質のゾルゲル反応など，様々な要因によって容易に生成される．アモルファス物質は，重元素を濃集したり，水や有機物を取り込み運搬したり，地球上で非常に重要な役割を担っている．しかし，これまではアモルファス物質がどのような構造を持つのか，まったく理解できていなかった．本研究によって非晶質炭酸マグネシウムの構造が明らかになり，少なくとも3種類の異なる構造を持つという事実が明らかになったことは大きな成果であり，今後の展開につながる重要な成果である．
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