51探花

　近年の化学合成技术の进歩によって、従来の合金系準结晶に加えて高分子やコロイドなどの有机分子（いわゆるソフトマター）を用いた準结晶の作製が可能になってきました。一方、最近では、ソフトマター以外にも酸化鉄‐金ナノ粒子凝集体が新しいタイプの準结晶を形成することが报告されています。これらの新しい準结晶は、合金系準结晶に比べて桁违いに大きなメソスケール（２０～５００?）において特徴的な构造秩序を示し、结晶学的に许されない十二回対称性を持ちます（十二回対称準结晶）。この构造特性は完全フォトニックバンドギャップの発现に有利であると考えられ、将来的に光学的応用につながる可能性が期待されています。しかし、合金系準结晶とは対照的に、上记の物质は现状では大きな构造乱れを含むため、実际の応用にはより精密な构造制御を実现することが不可欠です。

　シリカメソ多孔体は、界面活性剤ミセルの自己组织化により形成する构造体をテンプレートとして作製され、化学的手法による系统的な构造制御が可能な物质系として知られています。今回、ストックホルム大学と东北大学を中心とした研究グループは、ミセル间相互作用を化学的に调整することで、十二回対称性を示す新しいタイプのシリカメソ多孔体を作製することに成功しました。この物质は正十二角柱の外形を持つ数ミクロンの粒子であり、その断面の高分解能电子顕微镜像を见ると、正方形と正叁角形の构造単位によるタイル张りが観察されます。このタイル张りを详细に解析した结果、断面の中央に十二回対称準结晶が形成し、十二枚の结晶ドメインがそれを放射状に取り囲んでいることが确认されました。中央部分の构造は、既存のメソスケール準结晶と比较して高い準结晶性を示しています。

　得られた準结晶は、ミセルが取りうる复数の异なる局所的配置が、非平衡构造成长过程の中で互いに竞合することによって形成したものと理解することができます。このことを立証するため、本研究グループはミセル间相互作用を考虑した简単な理论モデルを导入し、构造形成过程のモンテカルロシミュレーションを行いました。その结果、実験的に観察されたものと同様な构造を计算机上に再现することに成功し、また、その為に必要な物理的条件が実际の物质の合成条件と良く対応していることを示すことができました。

　今回作製された物质は、构造乱れの抑制されたメソスケール準结晶としてのみならず、金属元素を全く含まない初めてのハードマター（无机物质系）準结晶としても重要な意味を持っています。今回の成果を手掛かりとして、构造乱れのさらに少ない理想的な準结晶の作製が进み、応用への道が开けることを期待しています。

　今回の成果は、２０１２年７月１９日付狈补迟耻谤别に掲载されました。

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东北大学多元物质科学研究所

助教　　藤田　伸尚
电话：022-217-5723
メール：苍辞产耻丑颈蝉补*迟补驳别苍.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）

教授　　蔡　安邦
电话：022-217-5594
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