2012年3月16日金曜日

超臨界水中でのソフトマター、コロイド科学

This text will be replaced

我々が住む、圧力が１気圧前後の世界では、水は100℃で沸騰します。ところが深海のように圧力が高くなると、水の沸騰する温度も上昇し、深度100mでは180℃まで、深度1000mでは312℃まで沸騰しなくなります。ですから深海熱水噴出孔から吹き出す水の温度は、300℃を超えることもあります。それでは、世界で最も深い海の底（マリアナ海溝、チャレンジャー海淵、11,000 m）にまで行くと、水はいったい何度で沸騰するのでしょうか？

"いくら温度を上げても沸騰しない"が答えです。それどころか2200m以深では、水はいくら温度を上げても沸騰しなくなるのです。"沸騰"とは、水が液体から気体へと相転移することですが、374℃、218気圧以上の極限的な環境では、液体と気体の区別すら無くなり、水は超臨界流体と呼ばれる状態になるのです。このような極限環境下では、水の性質も大きく違います。例えば、水には塩がたくさん溶け、油はほとんど溶けません。ところが超臨界水中には、油がたくさん溶け、逆に塩はほとんど溶けなくなるのです。熱水噴出孔下や地殻内部の高温・高圧環境の水は、まさに超臨界状態にあると考えられます。このような高温・高圧の極限での水の中で起る物理・化 学現象が我々の研究対象です。


何tempertureは、水の凍結を行います

1. 超臨界水中でのコロイド科学

右の写真は金のナノ粒子（直径60 nm）を水に分散したものです。金属、油、鉱物など水に溶けないものも、微細な粒子にしてやると、水に安定に分散することができます。このようないわゆる微粒子分散系（コロイド分散系）は、典型的なソフトマターであり、ナノテクノロジー、バイオテクノロジー、医用分野、食品、化粧品、塗料など、数多くの分野で用いられている重要な技術です。例えば牛乳は、直径数µm程度の微細な油滴が水に分散した微粒子分散系そのものです。

微粒子分散系は、また、地球上での物質輸送で重要な役割を果たしています。堆積物が微細な粒子として水に安定分散され、泥水となって長い距離を運搬されるプロセス（コロイド輸送）によって、毎年数十ギガトンもの堆積物が、河川から海洋へと運ばれています。それでは地殻内部や熱� ��噴出孔下など、高温・高圧水の中も、同じように濁っているのでしょうか？我々は、超臨界水の中では微粒子の振る舞いが通常とは全く異なることを、世界で初めて明らかにしました。最新の研究結果によれば、地殻内部の水は濁った泥水ではなく、澄み渡っているはずだと考えられます。これらの成果は、地殻内部や深海熱水噴出孔の高温・高圧水環境における地球化学プロセスの解決や、超臨界水を利用した新材料の創製に繋がると考えられます。


オーストラリアの土壌erosianは何ですか

2. 生命の起源

原始地球上での最初の生命が、深海熱水噴出孔のような高温・高圧環境で誕生したとの仮説があります。化学の視点で有名な研究に、無機物からアミノ酸ができることを示したミラーの実験があります。ところが、アミノ酸自体は、非常に単純な分子で、それだけで複雑な生命活動が起るわけではありません。アミノ酸がたくさん繋がってタンパク質となって、初めて様々な化学反応を触媒することが可能になるのです。このように分子からソフトマターへの変化は、生命の誕生に置いて極めて重要なイベントだったはずです。我々は、極限環境下におけるソフトマターの生成という視点から、深海熱水噴出孔環境における生命誕生の可能性を探っています。


逆に電話番号のトレースは何ですか？

関連論文

  1. Comment on "Effect of Pressure on Colloidal Behavior in Hydrothermal Water"
    Shigeru Deguchi and Sada-atsu Mukai, J. Phys. Chem. B, 113 (10), 3251-3252 (2009).
  2. Effect of Acid Catalyst on Structural Transformation and Hydrolysis of Cellulose in Hydrothermal Conditions
    Shigeru Deguchi, Kaoru Tsujii, Koki Horikoshi, Green Chem., 10 (6), 623-626 (2008).
  3. Crystalline-to-Amorphous Transformation of Cellulose in Hot and Compressed Water and Its Implications for Hydrotehrmal Conversion
    Shigeru Deguchi, Kaoru Tsujii, Koki Horikoshi, Green Chem., 10 (2), 191-196 (2008).
  4. Supercritical Water: A Fascinating Medium for Soft Matter
    Shigeru Deguchi, Kaoru Tsujii, Soft Matter, 3 (7), 797-803 (2007).
  5. Supercritical Ethanol - A Fascinating Dispersion Medium for Silica Nanoparticles
    Swapan K. Ghosh, Shigeru Deguchi, Sada-atsu Mukai, Kaoru Tsujii, J. Phys. Chem. B, 111 (28), 8169-8174 (2007).
  6. Dispersion Stability of Colloids in Sub- and Supercritical Water
    Swapan K. Ghosh, Rossitza G. Alargova, Shigeru Deguchi, Kaoru Tsujii, J. Phys. Chem. B, 110 (51), 25901-25907 (2006).
  7. Viscosity Measurements of Water at High Temperatures and Pressures Using Dynamic Light Scattering
    Shigeru Deguchi, Swapan K. Ghosh, Rossitza G. Alargova, Kaoru Tsujii, J. Phys. Chem. B, 110 (37), 18358-18362 (2006).
  8. Cooking Cellulose in Hot and Compressed Water
    Shigeru Deguchi, Kaoru Tsujii, Koki Horikoshi, Chem. Commun., 2006, 3293-3295.
  9. A High-Temperature and -Pressure Microscope Cell to Observe Colloidal Behaviors in Subcritical and Supercritical Water: Brownian Motion of Colloids near a Wall
    Sada-atsu Mukai, Shigeru Deguchi, Kaoru Tsujii, Colloids Surf., A., 282-283, 483-488 (2006).
  10. Behavior of Colloids in Supercritical Water: An Attempt to Study Diffusion Coefficients Using Dynamic Light Scattering
    Rossitza G. Alargova, Kaoru Tsujii, Prog. Colloid Polym. Sci., 126, 134-138 (2004).
  11. 極限環境下の水とコロイド科学
    出口　茂、表面、41, 307-316 (2003).
  12. Flow Cell for in situ Optical Microscopy in Water at High Temperatures and Pressures up to Supercritical State
    Shigeru Deguchi and Kaoru Tsujii, Rev. Sci. Instrum., 73 (11), 3938-3941 (2002).
  13. Reaction Behaviors of Glycine under Super- and Subcritical Water Conditions
    Dimitar K. Alargov, Shigeru Deguchi, Kaoru Tsujii, Koki Horikoshi, Origins Life Evol. Biospheres, 32 (1), 1-12 (2002).
  14. Dynamic Light Scattering Study of Polystyrene Latex Suspended in Water at High Temperatures and High Pressures
    Rossitza G. Alargova, Shigeru Deguchi, Kaoru Tsujii, Colloids Surf., A., 183-185, 303-312 (2001).

    These are our most popular posts:

    華氏の基はなに？

    摂氏は水が氷になったり沸騰して蒸発するのを基にしていて分かりやすいですね。華氏 は何を基にして考案されたの ... ファーレンハイトの温度によると、氷点は32度、沸点は 212度になります。 華氏から摂氏の温度の変換を式で表すと （F-32)×5/9 で、 この逆は (C×9/5)+32 となります。 色々な温度を摂氏と華氏で示 ... : kohsai.t.u-tokyo.ac.jp/ amemiya/member/ueji/openhouse96/temperature/temperature-jp.html. Sib-Home ... read more

    沸騰の英語·英訳,沸騰の例文,沸騰の英語訳·翻訳 - 和英辞典 WebSaru ...

    沸騰の英語: 沸騰 [ふっとう] boiling, seething ...,沸騰の使い方と例文,沸騰の翻訳。 WebSaru辞書は ... 沸騰. [ふっとう]. boiling, seething. boiling. 沸騰している;ひどく 暑い;たぎる;荒れ狂った;激しく;ひどく;沸騰;煮沸. seething. 沸騰して ... その水は5分か そのぐらいで沸騰します。 The water ... Water boils at a temperature of 100 degree centigrade. 水は ... 豆はコーヒーを入れる直前に挽いて、沸騰していない熱湯を使って ください。 read more

    蒸気爆発に関する研究

    蒸気爆発」という言葉はあまり聞きなれない言葉ではあると思いますが、工業のプラント の安全性を考えるうえでは重要な現象 ... (1), まず初めに、高温のドロドロ熔けた金属A と冷たい水Bが何らかの要因で接触します。 (2), すると、熔けた金属は水の中で細かく 分裂し、その分裂した塊（熔融液滴といいます）1つ1つが蒸気の膜で覆われます（この 現象は「Premixing（粗混合）」と呼ばれています。 .... と水の境界面の温度が「 Spontaneous nucleation temperature（自発核生成温度）」以上であり、爆発的な沸騰 が起こること。 read more

    解決済み - Yahoo!知恵袋 - Yahoo! JAPAN

    2011年8月1日 ... At what temperature does water boil? この英文について ... at what ～ は確かに 見慣れないと思いますが、毎日英文に触れていればそれなりに出てきますよ。 Step 1: 水は / 100度 ... Step 2 : 水は / 100度で / 沸騰しますか？ Does / water ... read more

    Related Posts



投稿者 Max 時刻: 19:10

0 コメント:

コメントを投稿

登録: コメントの投稿 (Atom)