反応-移動-反応系の周期的沈殿帯形成：電気化学と非線形科学をつなぐ新現象

• 研究課題/領域番号: 25K08563
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分32010:基礎物理化学関連
• 研究機関: 日本女子大学
• 研究代表者: 林 久史 日本女子大学, 理学部, 教授 (60250833)
• 研究分担者: 愛木 豊彦 日本女子大学, 理学部, 教授 (90231745)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2030-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2029年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2028年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2027年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2026年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2025年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 周期的沈殿帯形成 / 沈殿パターニング / 反応-移動-反応系 / 数値シミュレーション / 電極反応

研究開始時の研究の概要

金属電極の間に～10 mMの添加塩を含むアガロースゲルをはさみ、数時間おきに 3 V程度の電圧をかけると、ゲル中に金属水酸化物（あるいは酸化物）の周期的沈殿帯が形成する。電気化学的反応によるイオンの生成・消滅と、電場の影響をうけたイオンのゲル中での移動、そしてイオン同士の沈殿反応が結びついた、こうした「反応-移動-反応系」は、最近、我々が発見したものである。本研究では、電気化学と非線形科学にまたがる、この新しい現象の理解をめざし、理論と実験の両面から、はじめて本格的にアプローチする。