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空気よりも軽い氷?! 極めて密度の低い氷「エアロアイス」を予測

 岡山大学大学院自然科学研究科の松井貴宏大学院生、平田雅典大学院生(ともに博士前期課程1年)、岡山大学異分野基礎科学研究所の矢ケ﨑琢磨講師、松本正和准教授、田中秀樹教授の研究チームは、通常の氷よりも密度が低い氷の結晶構造について、分子シミュレーションによって網羅的な調査を実施。まだ実験で発見されていないいくつかの安定な結晶構造が存在することや、理論的に予測される低密度氷「エアロアイス」には密度に下限がなく、空気よりも軽い氷も作りうることを初めて解明しました。
 本研究成果は9月5日、米国物理学協会(AIP)の国際科学雑誌「 The Journal of Chemical Physics 」に掲載されたほか、同誌の表紙を飾りました。
 水は、単成分の物質としては、固体結晶の種類が異常に多く、これまでに17種類が発見されています。本研究成果によって、今後、低密度領域を探れば、さらに多数の結晶構造が見つかるかもしれません。


図1 新しく発見された、ゼオライト類似の構造を持つ氷(左)と、エアロアイス(右)の結晶構造。幾何構造がわかりやすいように、氷の構造をいくつかの多面体に分割して表現した。水分子は描いていない。小さな正方形と六角形はそれぞれ4個、6個の水分子から構成される(左下)。

図2 エアロアイス8xFAUの想像図 (コンピュータ・グラフィックス)



<詳しい研究内容について>
空気よりも軽い氷?! 極めて密度の低い氷「エアロアイス」を予測


<お問い合わせ>
岡山大学異分野基礎科学研究所
理論化学研究室
准教授 松本 正和
(電話番号)086-251-7846
(メール) matsu-m3@cc.okayama-u.ac.jp
(URL) http://theochem.chem.okayama-u.ac.jp