Top > 研究テーマ > 学際センタープログラム研究について
東北大学学際科学国際高等研究センター・プログラム研究「46億年昔の結晶成長」

46億年前にガス星雲であった原始太陽系は、その後、一千万年の間に珪酸塩微粒子の形成、合体、融解、凝固、衝突を経て現在の惑星系の原型ができたと考えられる。
しかし、その初期のガス状態からの微粒子の結晶化、その後の融解と凝固、さらに、水や氷による鉱物の変質や有機物との相互作用は、結晶成長現象そのものであるにもかかわらず、結晶化速度、温度などのダイナミックスは未知である。

惑星科学や天文学では、これらの結晶化は数ヶ月から数万年の間にゆっくりおきたと考えられている。
しかし、地上では数℃程度の過冷却度で容易に結晶化する珪酸塩メルトでも、無重力環境では数百℃以上の超過冷却状態を与えない限りガラスとなり結晶化が起こらない、また、これまで考えられていた数ヶ月から数年という時間でなく、数秒程度の時間で結晶化が完了してしまう、など、これまでの地上実験とは大きく異なる結果を出している。これらの結果は、依然として、天然現象と、実験結果、理論的考察の間には大きな隔たりがあることを示している。

太陽系での有機物の起源は40数億年前とも言われており、珪酸塩とタンパク質やアミノ酸との相互作用など、太陽系初期にできた多くの結晶には多くの未知な現象が含まれている。
これらの現象を惑星科学の知識だけで理解するのではなく、結晶成長、コロイド科学、磁性材料科学など、複数の“眼”で総合的に解き明かしていこうというのが本研究の狙いである。
特に、本代表者の得意な分子レベルでの結晶成長“その場”観察を適用することで、太陽系での物質形成をナノスケールで解明することを目指す。


Top > 研究テーマ > 学際センタープログラム研究について