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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-

研究課題

研究課題/領域番号 25600081
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 結晶工学
研究機関北海道大学

研究代表者

古川 義純  北海道大学, 低温科学研究所, 特任教授 (20113623)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2013年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード振動成長 / 結晶成長 / 氷結晶 / 不凍糖タンパク質 / 宇宙実験 / 微小重力 / 微小重力環境 / 不純物効果 / 生物物理
研究成果の概要

結晶の成長速度は、結晶周囲に対流などの擾乱がなければ時間的な変動は単調に推移するため、時間的な振動は観察されない。一方、不純物の分子が成長界面と相互作用する場合は状況が異なり、成長速度が周期変動する可能性がある。しかしながら、地上では必ず成長結晶の周囲には熱対流などの擾乱が存在するので、これを検証することは困難である。
国際宇宙ステーションの無重力環境において実施された、微量の不凍糖タンパク質を含む過冷却水中での氷結晶の成長実験2により、成長速度の周期的な変動が検出された。すなわち、成長界面での吸着分子の挙動の非線形性によって引き起こされた結晶の振動成長が、世界で初めて検証された。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] 56)Crystal Growth Experiments of Ice in Kibo of ISS2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Furukawa, E. Yokoyama, I. Yoshizaki, H. Tamaru, T. Shimaoka, T. Sone
    • 雑誌名

      Int. J. Microgravity Sci. Appl.

      巻: 31 ページ: 93-99

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Growth Oscillatory of Ice in Water including Antifreeze Glycoprotein under Microgravity in ISS2015

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      31st Annual Meeting of the American Society for Gravitational and Space Research
    • 発表場所
      The Westin Alexandria, Alexandria, USA
    • 年月日
      2015-11-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] EFFECT OF ANTIFREEZE PROTEINS AT WATER/ICE INTERFACE UNDER MICROGRAVITY ON THE ISS2015

    • 著者名/発表者名
      Yin Yeh, Yoshinori Furukawa
    • 学会等名
      JSPS Almnai Meeting USA
    • 発表場所
      Sacramento, USA
    • 年月日
      2015-11-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 不凍糖タンパク質が制御する氷の振動成長2015

    • 著者名/発表者名
      古川義純、長嶋剣、横山悦郎、田丸晴香、吉崎泉、島岡太郎
    • 学会等名
      第45回結晶成長国内会議
    • 発表場所
      北海道大学、北海道札幌市
    • 年月日
      2015-10-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Oscillatory Growth of Ice Crystal Observed under Microgravity Condition in ISS-Kibo2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Furukawa, K. Nagashima, S. Nakatsubo, I. Yoshizaki, T. Shimaoka, H. Tamaru, T. Sone, E. Yokoyama, T. Maki, A. Yamamoto
    • 学会等名
      THE 22ND ELGRA SYMPOSIUM AND GENERAL ASSEMBLY(CORFU, GREECE)
    • 発表場所
      Corfu Chandris Hotel & Villas, Corfu, Greece
    • 年月日
      2015-09-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Oscillatory Growth of Ice Basal Face Observed in Supercooled Water with Antifreeze Glycoprotein -Ice Crystal 2 Experiments2015

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      6th International Symposium on Physical Sciences in Space
    • 発表場所
      同志社大学、京都市、日本
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 氷の自励振動成長―Ice Crystal 2 実験の成果―2014

    • 著者名/発表者名
      古川義純、長嶋剣、麻川明俊、中坪俊一、村田憲一郎、佐崎元、吉崎泉、田丸晴香、島岡太郎、曽根武彦、真木孝雄、山本明日佳
    • 学会等名
      第28回日本マイクログラビティ応用学会
    • 発表場所
      イーグレ姫路、兵庫県姫路市
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 氷結晶の自励振動成長-国際宇宙ステーション実験の概要2014

    • 著者名/発表者名
      古川義純、長嶋剣、麻川明俊、中坪俊一、村田憲一郎、佐崎元、吉崎泉、田丸晴香、島岡太郎、曽根武彦、真木孝雄、山本明日佳
    • 学会等名
      第44回結晶成長国内会議
    • 発表場所
      学習院大学百周年記念会館、東京都豊島区
    • 年月日
      2014-11-06 – 2014-11-08
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Self-Oscillatory Growth of Ice Crystal 2 Experiment carried out in KIBO of ISS2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Furukawa, K. Nagashima, E. Yokoyama< I. Yoshizaki, H. Tamaru, T. Shimaoka, T. Sone
    • 学会等名
      10th Asian Microgravity Symposium-2014
    • 発表場所
      President Hotel, Seol, Korea
    • 年月日
      2014-10-28 – 2014-10-31
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Oacillatory Growth of Ice Crystal Induced by Effect of Antifreeze Glycoprotein2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Furukawa
    • 学会等名
      FMSP Tutorial Symposium, Symposium on Mathematics for Various Discipline 13, “Mathematical Aspects of Surface and Interface Dynamics VIII”
    • 発表場所
      東京大学、駒場、東京都目黒区
    • 年月日
      2014-10-22 – 2014-10-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Oscillatory growth of ice crystal in the solution of antifreeze glycoprotein2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Furukawa
    • 学会等名
      2nd Ice Binding Protein Conference (IBP-2)
    • 発表場所
      北海道大学学術交流会館、札幌市北区
    • 年月日
      2014-08-04 – 2014-08-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Self-Oscillatory Growth of Ice Crystal-Microgravity Experiment in Kibo of ISS-2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Furukawa
    • 学会等名
      24th AACG Western Section Conference on Crystal Growth & Epitaxy
    • 発表場所
      Stanfird Siera Lodge, Fallen-Leaf Lake, CA, USA
    • 年月日
      2014-06-08 – 2014-06-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Oscillatory growth of ice crystal in the solution of antifreeze glycoprotein2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Furukawa, G. Sazaki, K. Nagashima, H. Asakawa, E. Yokoyama, S. Zepeda, Y. Nishimura
    • 学会等名
      13th International Conference on the Physics and Chemistry of Ice
    • 発表場所
      Thayer School of Engineering at Dartmouth, Hanover, NH (USA)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Self-Oscillatory Growth of Ice-Ice Crystal 2 Experiments Carried out in “KIBO” of ISS-2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Furukawa, K. Nagashima, H. Asakawa, G. Sazaki, S. Nakatsubo, I. Yoshizaki, H. Tamaru, T. Shimaoka, T. Sone
    • 学会等名
      10th Asian Microgravity Symposium
    • 発表場所
      Hotel President, Seoul (Korea)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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