【岡山大学】雲の謎を解く？新種の氷、シミュレーションで発見

2024（令和6）年 11月 27日
国立大学法人岡山大学

https://www.okayama-u.ac.jp/

＜発表のポイント＞

• ナノメートルサイズの水滴が凍る過程を計算機シミュレーションで詳しく調べました。

• 正二十面体形や五方両錐形などのめずらしい構造の微結晶が一定の割合で生じることを突き止めました。

• 雲の中で氷核が生じるしくみを知る手掛かりとなります。

◆概 要

　国立大学法人岡山大学（本部：岡山市北区、学長：那須保友）の高等先鋭研究院のひとつである岡山大学異分野基礎科学研究所の松本正和准教授と中国浙江大学の望月建爾教授の研究グループは、ナノスケールの水滴が凍るプロセスを計算機シミュレーションによって詳細に調べた結果、70ºの角度をもつ五方両錐形や正二十面体形の氷の粒が一定の割合で生じることを突き止めました。

　この研究成果は2024年10月18日、米国化学会の科学誌「ACS Nano」に掲載されました。

　雪の結晶には六角形のものだけでなく、さまざまなイレギュラーな形のものも存在します。そのうち、2つの雪片が70°の角度でくっついた双晶1)と呼ばれる種類の結晶がどのように形成されるかは、長らく議論の的となっていました。

　雲の中で生じる氷核は非常に小さいため、ふだん目にする氷や雪とは異なるかたちの結晶になることがあります。氷核の生じる最初の段階を明らかにすることで、人工雨を降らせる際に雲に散布して氷の核ができるのを促す「発核剤」の分子設計にも役立つ可能性があります。

　本件は、2024年11月27日に開催された「岡山大学2024年11月定例記者会見」において公開されました。

(a) 22º日暈の例。 (b) 六角柱状の氷が光を屈折させ、22º曲がる。 (c) 氷晶に曲げられた光が、太陽から22ºはなれた方向から観察者にとどく。 Photo by Digi Venkat CC BY SA 4.0

◆論文情報
　論 文 名：Multitwinned ice nanocrystals.
　掲 載 紙：ACS Nano
　著 　者：X. Zhang, M. Matsumoto, Z. Zhang, K. Mochizuki
　D O I：https://doi.org/10.1021/acsnano.4c07226

◆研究資金
　本研究は科学研究費補助金（21H01047）および中国国家自然科学基金（助成金番号22273083、22250610195、11904300）、中国中央大学基礎研究基金（厦門大学：助成金番号20720220023）の支援を受けて実施しました。

◆詳しい研究内容について
　雲の謎を解く？新種の氷、シミュレーションで発見

　https://www.okayama-u.ac.jp/up_load_files/press_r6/press20241127-7.pdf

◆参 考

・岡山大学異分野基礎科学研究所（RIIS）

　http://www.riis.okayama-u.ac.jp/

・岡山大学 理学部 理論化学研究室

　https://tetrahedroid.github.io/

岡山大学異分野基礎科学研究所（岡山大学津島キャンパス）

◆本件お問い合わせ先

　岡山大学異分野基礎科学研究所 准教授　松本正和

　〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中3-1-1　岡山大学津島キャンパス
　TEL：[phone]

　https://tetrahedroid.github.io/

＜岡山大学の産学官連携などに関するお問い合わせ先＞
　岡山大学研究・イノベーション共創機構 産学官連携本部
　〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中1-1-1　岡山大学津島キャンパス 本部棟1階
　TEL：[phone]
　E-mail：sangaku◎okayama-u.ac.jp
　　　　　※ ◎を@に置き換えて下さい
　https://www.orsd.okayama-u.ac.jp/

＜岡山大学のスタートアップ・ベンチャーなどに関するお問い合わせ先＞

　岡山大学研究・イノベーション共創機構 スタートアップ・ベンチャー創出本部

　〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中1-1-1 岡山大学津島キャンパス 本部棟1階
　E-mail：start-up1◎adm.okayama-u.ac.jp
　　　　　※ ◎を@に置き換えて下さい

　https://venture.okayama-u.ac.jp/

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