シリカ包摂化合物の結晶構造及びゲスト分子吸蔵機構の研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14540446
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 木原 国昭 金沢大学, 理学部, 教授 (70019503)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 奥野 正幸 金沢大学, 理学部, 教授 (40183032)
• Keywords: シリカ鉱物 / メラノフロジャイト / 分子動力学シミュレーション

Research Abstract

(1)天然産結晶(メラノフロジャイト)の400Kにおける単結晶X線測定をCCD検出器を搭載した回折計により測定し,CCD検出器の性能チェックとゲスト分子の運動及び挙動についての精密解析を試みた.解析精度は普通の意味では十分なレベルになっているが,このゲスト分子の精密な解析のためにはCCD検出器でより高角のBragg角での測定が必要であることが判明した.
(2)大容量外部記憶を有する小型計算機を導入し,メラノフロジャイトの分子動力学シミュレーションを開始して,進行中である.
(3)ゲスト分子としてCH4,CO2,N2,NO, H2O各分子を含むシリカ包摂化合物の水熱合成を試みている.結晶解析に使える結晶試料の合成はこの1年間では成功していない.次年度の最重要課題である.出発物質をパイレックスガラスに封入し,それをステンレス製テストチュウブに密封した状態で専用電気炉で長時間加熱するという方法による実験であるが,試料の封入方法に問題があると考えられるのでこれの改善に努める.
(4)ゲスト分子とシリカフレームワークの相互作用の研究は,この物質の物性を制御する上で重要な情報を与えるという観点から重要であり,計算機シミュレーションとは別に幾つかの実験的研究が考えられる.一つは低温から高温までの回折実験によって温度依存から推定する方法であるが,これらの物質の特徴として,低温では単結晶状態で存在しないという事情があり,単なる冷却では解析に成功するとは思えない.そこで2つめとしては400K程度の高温型領域でかつ加圧条件下でゲスト分子の運動を抑制して回折実験を行うというものである.そのために実験装置としてダイヤモンドアンビルを導入した,現在,石英の標準結晶による調整実験を行っている段階である.