• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2012 年度 実施状況報告書

原始生命体を支える含水アモルファスシリカーアミノ酸複合体の合成

研究課題

研究課題/領域番号 24654172
研究種目

挑戦的萌芽研究

研究機関金沢大学

研究代表者

奥野 正幸  金沢大学, 自然システム学系, 教授 (40183032)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード生命原料 / 含水アモルファスシリカ / アミノ酸 / 高圧力実験 / 構造変化 / ラマン分光法 / 赤外分光法 / X線回折法
研究概要

平成24年度は、含水アモルファスシリカ―アミノ酸複合体の合成ならびにその衝撃圧縮実験を行い、その構造変化とアミノ酸の安定性について以下のような成果を得た。
1) 基礎的な情報を得るため、シリカゲル単独での高圧力下での構造変化を明らかにした。まず、シリカゲルを合成し、マルチアンビル高圧装置を用いて、5GPa、10GPaの圧力で圧縮し、その構造変化などをX線回折、ラマン分光法及びNMR測定の結果から調べた。その結果、シリカゲルは5GPa、10GPaでの圧縮で含水量が減少するとともにSiO4四面体のネットワーク構造の切断ならびにSi-O-Si結合角の減少など不可逆な構造変化が起る事を明らかにした。また、100℃・5GPaの圧縮では、シリカゲルは水の存在により低温での圧縮でコーサイトに相変化することを見出した。
2) さらに、合成シリカゲルを一段式火薬銃を用いた衝撃圧縮により約30GPaまでの圧力で圧縮し、その構造変化を粉末X線回折測定,赤外吸収測定、ラマン分光測定を行って調べた。その結果、SiO4四面体の4員環を基本構造とするシリカゲルは、衝撃圧縮によりそのSiO4四面体ネットワークが再構成され、6員環などのより大きなリング構造が形成されシリカガラスのような構造に変化することを明らかにした。また、30GPaでの圧縮でも試料内部にはシラノールが残存することを見出した。
3) シリカゲルーアミノ酸(L-セリン)複合体を、ゾルーゲル法を用いて合成した。この複合体を約20GPaまでの衝撃圧力で圧縮し、試料を回収した。回収試料についてラマン分光測定、赤外及び紫外可視分光測定を行った。その結果、L-セリンはシリカゲルと共存する状態で、11GPa以上の圧縮でも分解しないことを明らかにした。
4) これらの結果について、国内外の学会で発表を行い、一部は国際学術雑誌に投稿中である。

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24年度、本研究課題については以下のような理由から、おおむね順調に進展していると判断した。
(1)ゾルーゲル法によりアミノ酸(セリン)を含んだシリカゲルを合成し、その構造をX線回折、紫外可視・赤外・ラマン分光法によって明らかにした。この研究成果については、(2)の研究成果の一部とともに、学会発表により公表した。
(2)さらに、合成したシリカゲルーアミノ酸複合体についての衝撃圧縮実験を実施・成功させ、シリカゲル中でのアミノ酸の安定性と衝撃圧力の関係について明らかにすることができた。この研究についての成果の一部は、学会発表により公表した。
(3)また、上記の研究の基礎となるシリカゲルの静水圧や衝撃圧による圧縮実験を行い、多くの情報を得るとともに、その成果は3件国際会議の抄録として公表されている。また、この研究については現在学術論文として国際誌に投稿中で間もなく受理される見込みである。
(4)主要物品である、紫外・可視分光装置については、順調に稼働している。

今後の研究の推進方策

現在まで研究が順調に進んでいる事から、現時点で平成25年度以降の研究実施計画を大きく変更することなく、研究を進めることができると考えられる。ただし、衝撃圧縮実験については、より精密な情報を引き出すために今後も引き続き継続して実施して行く。それと平行して当初予定していたシリカゲルーアミノ酸複合体の静水圧縮実験を行う予定である。これらの実験研究を順調に進めて行くために、一部他機関の研究者との連携が必要であるが、そのための共同研究のための準備をほぼ完了している。
上記のように,今後の研究について準備できていることから、平成25年度も研究が順調に進展することが期待できる。その結果、研究計画に余裕ができた場合には、現在までの研究について追加の実験を行いその精度を高める。また、既に得られた実験試料についてさらに精密な分析を行う。加えて、積極的に学会発表などを通じて研究成果の公表に務めるとともに、学術論文への投稿準備を進める。

次年度の研究費の使用計画

該当なし

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 酸性雨ストレスなどから緑環境を保全 ー酸性水灌水がクロマツの生長に及ぼす影響ー2013

    • 著者名/発表者名
      福山 厚子、長谷川 和久、木下 栄一郎、奥野 正幸
    • 雑誌名

      農業及び園芸

      巻: 88 ページ: 225-231

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Podiform chromite classification revisited: A comparison of discordant and concordant chromitite pods from Wadi Hilti, northen Oman ophiolite.2012

    • 著者名/発表者名
      M. Miura, S. Arai, Ahmed H. Ahmed, T. Mizukami, M. Okuno
    • 雑誌名

      Journal of Asian Earth Sciences

      巻: 59 ページ: 52-61

    • DOI

      dio:10.1016/j.jseaes.2012.05.008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The structural change of silica gel by compression up to 10 GPa2012

    • 著者名/発表者名
      A. Araasuna, M. Okuno, X. Xue, T. Mizukami, A. Akaogi, M. Nozawa, H. Okudera, S. Arai
    • 雑誌名

      Geophysical Research Abstracts

      巻: 14 ページ: EGU2012-3843

  • [雑誌論文] 衝撃圧縮によるシリカゲルの構造変化と水の影響2012

    • 著者名/発表者名
      荒砂 茜、奥野 正幸、奥寺 浩樹、水上 知行、荒井 章司、CHEN Liliang、真下 茂
    • 雑誌名

      高圧力の科学と技術

      巻: 22, 特別号 ページ: 92-92

  • [雑誌論文] 衝撃圧縮に対するシリカゲルーアミノ酸複合体中のアミノ酸の安定性2012

    • 著者名/発表者名
      村井 拓朗、奥野 正幸、奥寺 浩樹、荒砂 茜、水上 知行、荒井 章司、CHEN Liliang、真下 茂
    • 雑誌名

      高圧力の科学と技術

      巻: 22, 特別号 ページ: 113-113

  • [学会発表] The structural change of silica gel by compression upto 10 GPa

    • 著者名/発表者名
      A. Araasuna, M. Okuno, X. Xue, T. Mizukami, A. Akaogi, M. Nozawa, H. Okudera, S. Arai
    • 学会等名
      EGU2012
    • 発表場所
      ウイーン(オーストリア)
  • [学会発表] シリカゲルの圧縮によるナノ構造の変化

    • 著者名/発表者名
      村井 拓朗、奥野 正幸、奥寺 浩樹、荒砂 茜、水上 知行、荒井 章司
    • 学会等名
      日本地球惑星連合2012年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県)
  • [学会発表] The contribution of water to structural changes of silica gel under high pressure and temperature

    • 著者名/発表者名
      A. Arasuna, M. Okuno, T. Mizukami, M. Akaogi, T. Yokoyama, H. Okudera, S. Arai
    • 学会等名
      GeaRaman 10
    • 発表場所
      ナンシー(フランス)
  • [学会発表] The evolution of silica gel nanostructure by compression at room temperature

    • 著者名/発表者名
      T. Murai, M. Okuno, H. Okudera, A. Arasuna, T. Mizukami, S. Arai
    • 学会等名
      GeoRaman 10
    • 発表場所
      ナンシー(フランス)
  • [学会発表] 衝撃圧縮によるシリカゲルの構造変化と水の影響

    • 著者名/発表者名
      荒砂 茜、奥野 正幸、奥寺 浩樹、水上 知行、荒井 章司、CHEN Liliang、真下 茂
    • 学会等名
      第58回高圧討論会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪市)
  • [学会発表] 衝撃圧縮に対するシリカゲルーアミノ酸複合体中のアミノ酸の安定性

    • 著者名/発表者名
      村井 拓朗、奥野 正幸、奥寺 浩樹、荒砂 茜、水上 知行、荒井 章司、CHEN Liliang、真下 茂
    • 学会等名
      第58回高圧討論会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪市)
  • [備考] 鉱物・結晶学研究室

    • URL

      http://earth.s.kanazawa-u.ac.jp/introduce/mineralogy.html

URL: 

公開日: 2014-07-24  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi