权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

微小重力環境下での結晶成長過程における不純物効果の理論的解明

微重力环境下晶体生长过程中杂质效应的理论阐明

基本信息

批准号：
20K05347
负责人：
三浦均
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Nagoya City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

不純物の存在によって結晶の成長が大きく影響を受けることは古くから知られていた。不純物の含有量がわずかであっても結晶成長に大きく影響することがあるため，結晶成長を考える際には不純物の影響を無視することはできない。近年，結晶成長における不純物効果の解明を目指し，国際宇宙ステーション（ISS）に搭載された日本実験棟「きぼう」においていくつかの結晶成長その場観察実験が実施された。微小重力環境にて実施されたこれらの実験は，結晶成長における未知の現象の存在を示唆した。しかし，ISSで得られた実験結果は，理論的に十分説明されているとは言えない。本研究では，ISSで得られた実験結果を数値計算によって再現することを通して，結晶成長における不純物効果の理解を深め,その成果を結晶成長学に還元し，結晶成長が関与する諸分野の発展に貢献することを目的としている。ISSで実施された実験プロジェクトに，過冷却水からの氷結晶成長その場観察実験Ice Crystal 2プロジェクト（IC2）がある。IC2では，氷結晶の成長に対する不凍糖タンパク質（AFGP）の影響を調べるため，AFGPを含む過冷却水を用いた。ISSの微小重力環境下で成長する氷結晶ベーサル面の成長速度をその場測定した結果，結晶成長セルの温度を一定に制御していたにも関わらず，成長速度が自発的に振動するという未知の現象（自発的振動成長）が発見された。自発的振動成長自体は，他の結晶と不純物の組み合わせを用いた地上実験でも確認されていたが，IC2で確認された振動現象は成長速度の「促進」を伴うという点で特異的な現象である。AFGPが氷結晶の成長に及ぼす作用を理論的に解明することは、水が凍る現象に関連するさまざまな分野への応用を検討する上で重要である。

The existence of impurities and the growth of crystals are greatly influenced by the existence of impurities. Impurity content is not affected by crystal growth. Impurity is not affected by crystal growth. In recent years, the effects of impurities in crystal growth have been clarified, and the field observation of crystal growth carried out by the International Space Station (ISS) in Japan's Shitou Building "" has been implemented. The existence of unknown phenomena in the microgravity environment indicates the existence of crystal growth. The result of ISS is that the theory is very clear. This study aims to obtain the results of numerical calculation and reproduction, to deepen the understanding of impurity effects in crystal growth, and to contribute to the development of crystal growth in various fields. ISS is implemented in the field of supercooling water and crystal growth. Ice Crystal 2 is implemented in the field of supercooling water. IC2 is the crystal growth factor affecting AFGP, which contains supercooling water. As a result of field measurement of the growth rate of the crystal surface in ISS under microgravity environment, the unknown phenomenon (spontaneous vibration growth) of the growth rate of the crystal surface under certain temperature control has been found Self-generated vibration growth is self-generated, and its crystal impurity composition is used to confirm the vibration phenomenon, IC2 is confirmed, and the growth rate is "promoted". AFGP crystal growth and the role of the theory to explain the relationship between the phenomenon of water and ice, and the role of water and ice in the discussion of the important

项目成果

期刊论文数量（20）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Analytic solution of partition coefficient of impurities in a growing crystal based on the Burton-Cabrera-Frank model

基于Burton-Cabrera-Frank模型的生长晶体中杂质分配系数的解析解

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Eunmi Chae;Eiji Kambe;Kentaro Motohara;Hideyuki Izumiura;Mamoru Doi;and Kosuke Yoshioka;Hitoshi Miura
通讯作者：
Hitoshi Miura

成長する結晶への不純物取り込みに関する新しい理論モデル

生长晶体中杂质掺入的新理论模型

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
三浦均
通讯作者：
三浦均

Spontaneous oscillatory growth of ice crystals in supercooled water under a microgravity environment: Theoretical hypothesis on the effect of antifreeze glycoprotein

微重力环境下过冷水中冰晶的自发振荡生长：抗冻糖蛋白作用的理论假设

DOI：
10.1016/j.jcrysgro.2022.127044
发表时间：
2023
期刊：
Journal of Crystal Growth
影响因子：
1.8
作者：
Miura Hitoshi;Furukawa Yoshinori
通讯作者：
Furukawa Yoshinori

微小重力環境において，なぜ氷結晶の成長速度は周期的に振動するのか？

为什么微重力环境下冰晶的生长速率会周期性振荡？

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
元島順;鈴木奈央子;横山崇;三浦均，古川義純
通讯作者：
三浦均，古川義純

成長結晶への不純物取り込みに関する表面過程を考慮した理論モデルの提案

提出考虑与杂质掺入生长晶体相关的表面过程的理论模型

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
日本結晶成長学会誌
影响因子：
0
作者：
Shiba Kota;Zhuang Chao;Minami Kosuke;Imamura Gaku;Tamura Ryo;Samitsu Sadaki;Idei Takumi;Yoshikawa Genki;Sun Luyi;Weitz David A.;三浦均
通讯作者：
三浦均