| 研究課題/領域番号 |
15350016
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
谷本 能文 広島大学, 大学院・理学研究科, 教授 (10110743)
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| 研究分担者 |
藤原 好恒 広島大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (00209131)
藤原 昌夫 広島大学, 大学院・理学研究科, 助手 (00199390)
勝木 明夫 信州大学, 教育学部, 助教授 (70283223)
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| キーワード | 磁場効果 / キラリティー / ケミカルガーデン反応 / シリケートガーデン反応 / キラリティー誘導 / ローレンツ力 / MHD機構 |
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| 研究概要 |
自然界におけるキラリティーの起源と関連して、磁場によるキラリティー誘導の研究は古くから注目されている研究のひとつであるが、これまでその可能性を明快に示した研究はなかった。本研究は、このような従来の常識にチャレンジした研究である。
本研究では、ケイ酸ナトリウム水溶液と重金属塩の反応(ケミカルガーデン反応)により生成する半透膜チューブの3次元形態的キラリティーが最大15Tの磁場により誘導できるかどうかという研究を中心に研究を行った。塩化マグネシウム結晶を入れたガラス容器(内径約6mm)にケイ酸ナトリウム水溶液を加えると半透膜チューブが生成する。磁場の無いときチューブは垂直上方に成長してゆくが、15Tの垂直磁場中では壁に沿って右巻き螺旋状に成長した。また磁場の向きを逆にすると左巻き螺旋状に成長した。容器の中に直径2mmのガラス棒を立てると、棒の外壁に沿って左巻き螺旋状にチューブは成長した。さらに、容器の内壁から離れたチューブは磁場中では左巻きにねじれて成長した。これらの結果は、Boundary-assisted MHD機構により説明される。キラリティー誘導のメカニズムを更に詳細に検討するために反応中の溶液の運動の磁場中その場観察を試みた。反応中の水溶液に磁場を印加した場合に限り顕著な対流(流速0.2-2mm/s)が観測された。これらの結果からBoundary-assisted MHD機構によることが実験的に確かめられた。
さらに、ケミカルガーデン反応一般にキラリティー制御が可能なこと、条件を選べばイオンを含む溶液の液体・固体反応一般にも応用可能なことなどが解明された。以上、Boundary-assisted MHD機構による3次元形態的キラリティーの磁気誘導という新しい概念によるキラリティー誘導法を確立することができた。
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