| 研究課題/領域番号 |
18K03782
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
永嶌 真理子 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (80580274)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 結晶性 / 非晶質 / 原子配列 / クリノゾイサイト / ラマン分光 |
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| 研究実績の概要 |
フィンランド産クリノゾイサイト(緑簾石族鉱物)の研究で発見した放射性元素に起因しない結晶性の低下(Nagashima et al. 2011)は，結晶質物質の新しい非晶質化作用の存在を示唆するが，その原因やメカニズムは未解明である．本申請課題は「放射性元素に起因しない原子配列の乱れを引き起こす原因は？」という問いに対する答えを詳細な観察や精密な解析で把握した実態に基づいて見出すことを目的に進めている。
平成30年度は，主にラマン分光法を用いた短周期原子配列の評価を実施した。評価に用いた試料は次の4つに分類される； 1)フィンランド産含Cr+Vクリノゾイサイト，2)合成Al-V3+系クリノゾイサイト(= mukhinite), 3)天然Al-Fe3+系緑簾石(4試料), 4)放射性元素によりメタミクト化した褐簾石(2試料)。
また，mukhinite(試料2)の合成実験結果および生成物を用いた結晶化学的研究を国際誌に公表し，これまで未解明であった緑簾石族鉱物中のV3+の挙動や結晶構造への影響を明らかにした(Nagashima et al. 2019)。なお，これはmukhiniteの世界初の合成例である。X線単結晶構造解析を用いた結晶化学的検討の結果，長周期原子配列という観点から合成mukhiniteは結晶質と結論されるが，本プロジェクトで得られた同試料のラマンスペクトルの詳細な解析で，既知の緑簾石鉱物では観察されない半値幅の大きなピークが100 cm-1付近に出現し，さらにO-H stretching modeにおいても既知のO10-H…O4結合に属さないピークが複数みられることが確認された。これらの事実は，格子欠陥や原子配列の周期性の低下などの短周期配列の乱れの存在を示しており，フィンランド産クリノゾイサイトにも含まれるバナジウムに起因すると考えられる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成30年度は，ラマン分光分析を用いた短周期原子配列の評価を集中的に行い，試料の性状の理解が大いに進んだ。また，フィンランド産天然試料で未知現象の解明に重要な役割を果たすであろうmukhiniteの合成成功と実験生成物を用いた結晶化学的な研究の成果を国際誌に公表することができたことも重要である(Nagashima et al. 2019)。平成30年度のラマン分光分析結果，および合成mukhiniteの研究総括は，今後実施する天然および合成物質を用いた長周期原子配列の評価，合成物質を用いた低結晶化再現実験への重要な役割を果たす。
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| 今後の研究の推進方策 |
フィンランド産含Cr+Vクリノゾイサイトで見られる結晶性の低下，合成mukhiniteのラマンスペクトルによって示唆された格子欠陥の存在や周期性の低下，放射性元素に起因する典型的なメタミクト化を示す褐簾石でみられる現象の共通点と相違点の把握に努める。また合成物質を用いた低結晶化再現実験に着手するため，平成31年度は2成分系Al-Cr系, Al-V系クリノゾイサイトの安定領域や不混和領域に関する検討のために合成実験を計画する。
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