結晶成長、溶解時に微量物質・微量元素は結晶にいかに働きかけるか?

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18年度は(1)炭酸カルシウム結晶の溶解ならびに成長過程において、アミノ酸の添加がどのような影響を及ぼすか、ならびに(2)炭酸カルシウムを中心とする無機結晶において、微量な希土類元素がどのような化学形態で、(3)そしてどれだけの濃度で取り込まれるのか、といった実験的な課題に取り組んだ。(1)については、溶液化学的な手法によって、炭酸カルシウムの溶解過程におけるアミノ酸の添加効果を速度論的かつ平衡論的に記述する手法を確立することができた。その結果、アミノ酸の添加により、炭酸カルシウムの溶解速度と溶解度がいずれも増加することがわかった。この研究課題については、大学院学生を中心に投稿論文の準備を進めている。(2)についてはこれまでの研究に引き続き、放射光を利用したX線吸収分光法によって、結晶中に取り込まれた微量な希土類元素の価数について解析を行った。その結果、いくつかの希土類元素について、有意に2価イオンの存在が検出された。今後はホスト相を系統的に変化させて多くの実験データを蓄積していきたい。(3)については、ICP-質量分析計を研究室に導入し、ppbレベルの希土類元素の濃度測定を行うための研究環境の整備を行った。現在は、人工的に合成した鉱物中に含まれる希土類元素濃度を測定しているが、今後は多くの不純物元素が共存している天然系の試料での測定を行う予定である。そのための化学分離作業の準備や新たな標準試料の調整を現在進めているところである。