分子線エピタキシーによる化学進化の研究

• 研究課題/領域番号: 59400010
• 研究種目: 一般研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 広領域
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 伊東 敬祐 神戸大, 理学部, 教授 (00030792)
• 研究分担者: 宮本 正道 東京大学, 教養学部, 助手 (70107944) ; 橘 秀樹 神戸大学, 大学院自然科学研究科, 助手 (70126118) ; 高安 秀樹 神戸大学, 理学部, 助手 ; 松田 准一 神戸大学, 理学部, 助教授 (80107945)
• 研究期間 (年度): 1984 – 1986
• 研究課題ステータス: 完了 (1986年度)
• 配分額: 15,400千円 (直接経費: 15,400千円); 1986年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 1985年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円); 1984年度: 11,500千円 (直接経費: 11,500千円)
• キーワード: 化学進化 / 生命の起源 / アミノ酸合成 / 有機薄膜 / エピタキシー / アミノ酸 / 薄膜 / 分子ビーム

研究概要

本研究の目的は、宇宙環境での生命起源物質の生成と進化、及び、その際に鉱物表面が果す機能の研究である。下記の実験装置を作って実験を行なった。
1.ガラス製分子線装置。高周波放電により活性化した混合ガスを高真空中にふき出させて、基板表面に蒸着させる。基板としてモンモリロナイトを置いた時に収率よくアミノ酸が生成することを見出した。
2.ステンレス製分子線エピタキシー装置。真空ヌードゲージ、四重極質量分析計でモニターしながら実験できかつ基板温度は液体窒素温度から150度Cまでコントロールできる。つ往復回転で蒸着むらを防ぐ。真空度は実験開始前に【10^(-7)】Tarr、実験中は【10^(-5)】Tarrである。混合ガスの活性化に高周波放電、高圧火花放電、熱イオン化、加熱触媒反応を試みた。加熱触媒反応が最も良い収率をあげたが、この方法は研究目的と外れるので、マイクロ波放電の反応系を組立てている。
3.マイクロ波CVD装置。マイクロ波で混合ガスをプラズマ化し、低温部に置いた基盤に反応物質を蒸着させる。真空は中真空で宇宙環境ではないが反応の収率が高いので、高真空実験の予備実験として、又惑星・衛星大気中での反応のシミュレーションとして使う。鉱物触媒の存在で、放電法とフィシャートロプシュ法との両方の反応が起るように思われる。
以上の装置で生成した有機薄膜を、加水分解して高速液体クロマトグラフによる分折、電子顕微鏡による電子線回析(不成功)、赤外線反的スペクトルによって分析した。多くの問題を試行錯誤で実験したため、追試的な確認と予備的成果しか末だ出ていないことを反省する。この蓄えられた経験と成果の上に、特に宇宙環境での生命起源物質の生成と進化を、宇宙塵の観測データと対比させつつ進める予定である。