サイエンスニュースまとめは、 生まれたばかりのブログです。 応援して下さいね☆ お友達にもここを教えてあげて下さいね。

※取り上げて欲しいニュースやテーマを募集しています!コメント欄に書き込んで下さいね!!!

結晶

食塩の結晶できる瞬間、最新の電子顕微鏡で撮影に成功

1: 孤高の旅人 ★ 2021/02/01(月) 06:16:47.59 ID:i08qAYiL9

「食塩の結晶できる瞬間」最新の顕微鏡で撮影に成功
2021年2月1日 6時03分

※動画はリンク先
https://www3.nhk.or.jp/news/html/20210201/k10012841651000.html

最新の電子顕微鏡を使って、原子レベルで食塩の結晶ができる瞬間の珍しい映像を東京大学などの研究グループが撮影することに成功しました。

結晶は原子などが規則正しく並び固体になるもので、食塩や砂糖なども結晶を作ることが知られていますが、結晶ができる瞬間が原子レベルで観察されたことはありませんでした。

東京大学理学系研究科の中村栄一特別教授などの研究グループは、原子レベルで動画を撮影できる最新の電子顕微鏡で、食塩水に浸したカーボンナノチューブを真空中で観察しました。

わずかな振動で結晶化が促されると、カーボンナノチューブの先端付近では、食塩のナトリウムと塩素の原子が集まって浮かび上がるように見え始め、5秒前後で結晶核と呼ばれる結晶の始まりができる様子の撮影に成功しました。

この結晶核は、およそ100個の原子が規則正しく並んでいるとみられ、何回、繰り返しても結晶核の形は四角形だったということです。

食塩の結晶は大きく成長しても四角形を基本とした直方体などの形をしていて、中村特別教授は「食塩の結晶は、でき始めの瞬間から同じような形であることを確かめられおもしろかった。ほかの物質でも結晶ができる最初の様子をぜひ見てみたい」と話しています。



引用元: http://ai.2ch.sc/test/read.cgi/newsplus/1612127807/続きを読む

液体の水の構造は2種類あることを東大が証明 「規則正しい形の水」と「乱れた構造の水」が混ざっている

1: ごまカンパチ ★ 2020/02/13(木) 07:54:29.48 ID:1bjcANLq9

https://www.gizmodo.jp/2020/02/liquid-water-has-two-types-of-local-structure.html
世界はまだまだ不思議だらけ。
あたりまえだと思っていた「水」ですが、じつは液体の水には異なる構造を持つふたつの液体が混ざっていることが東大の研究によって証明されたそうです。
えっ、水のなかに違う液体ってどういうこと!?

■実はふつうじゃない
地球上でもっともありふれた液体でありながら、水はふつうじゃない性質をたくさん持っています。

※中略

■2種類の水が混ざってる?
水のふつうじゃない性質は、「ふたつの違う性質を持った液体が合わさってできている」と考えればすべて説明がつくそうです。
東京大学生産技術研究所によれば、1892年にこのいわゆる「混合モデル」を提唱したのはレントゲン博士。
それに対して、水は水、すべては同じと考えたポープル博士は「連続体モデル」を推していました。
それから1世紀以上にわたってこのふたつの考え方の間で論争が続いてきたのですが、これまで決定的な証拠がないままどっちつかずでした。
ところがついに、世界に先駆けて東大の研究者が混合モデルの動かぬ証拠を見つけたと発表したのです。

■規則正しい水、乱れた水
東京大学生産技術研究所の田中肇教授とRui Shi特任研究員率いる研究グループは、コンピューターによる水モデルのシミュレーションと、
X線散乱実験データの解析を合わせることで、水のなかのふたつの異なる構造を持った液体がそれぞれ違う動きをしていることをとらえました。
水はご存知のとおり「H2O」。水素2個と酸素1個で構成されるシンプルな分子です。
水素と酸素のあいだにできる水素結合で、水はまわりの4つの水の分子と4つの水素結合を結び、正四面体の規則正しいかたちをつくる傾向にあります。
ところがです。すべての水がこのように規則正しく整列しているわけではなく、乱れたかたちをしている水もあるらしいのです。

規則正しいかたちをした水とそうではない水とでは、その構造の違いから異なる動きをするようです。
今回の東大の研究では、その動きの違いをデータでとらえることに成功しました。
具体的には「X線散乱実験データの詳細な解析により、水の構造因子には、見かけ上の『ひとつ目の回折ピーク』の中に、ふたつのピークが隠れていることを発見した」そうです。

ピークはデータをグラフにした際に表れる頂点=山のことなので、グラフでひとつの山に見えたところをよく見てみたらふたつの山が重なり合ってた、ということですね。
下の画像の右上にあるグラフの青と赤の山がそれです。
no title

隠れたピークのうちひとつは、規則正しいかたちをした水に関連したピーク。そしてもうひとつのピークは、より乱れた構造から生じていることが明らかになりました。

■「自由度」という恵み
「この結果は、水に2種類の構造が存在することを強く支持する結果であり、長年にわたる論争に終止符が打たれるものと期待される」とプレスリリースには書かれています。
水の混合モデルの妥当性が、分子レベルで解明されたといってほぼ間違いなさそうです。
あたりまえだと思っていた水が、じつは2種類の異なる構造をもった液体(どちらも水ですが)が混ざったものだったとは。
そして、たった3つの原子からできているのにも関わらず、これだけ複雑な構造をしている水だからこそ「他の単純な液体にはない自由度」があることにも驚きです。
自然の恩恵にあらためて感謝するとともに、すべて規則正しくなくても、ちょっとぐらいカオスがあったほうがうまくいく? …な~んて思ったりも。



引用元: http://ai.2ch.sc/test/read.cgi/newsplus/1581548069/続きを読む
最新記事
_
記事検索
相互RSS
連絡先
おすすめ理系学問入門書
大学学部生レベルの物理化学の名著。学んだアトキンスが何版かでマウントを取り合う人たちもいます。


基礎から丁寧に説明している量子力学。


遺伝子とは?種とは?を探究した名著。


数学とこの世界の生命との不思議な関係性を解き明かしています。

その他おすすめ書籍
これを読んで英語論文を書きました…
(理系英語論文の構文を学ぶなら、同じ分野のきちんとした英語論文の文章を参考にするのが一番良いとは思いますが、日本語思考と英語記述との橋渡しになりました。)



現代の世界情勢を理解するために最低限の世界史の知識は必須!