【図解・社会】結晶構造の積層が異なる氷（2020年2月）

※記事などの内容は2020年2月4日掲載時のものです

　結晶構造の積み重なり方が通常の氷と異なり、規則正しく横方向に３分の１ずつずれていく氷の合成に初めて成功したと、東京大と日本原子力研究開発機構、山梨大の研究チームが４日までに英科学誌ネイチャー・コミュニケーションズに発表した。今後の研究で未知の性質が明らかになる可能性があるという。
　通常の氷の結晶は水分子の１層目に対して２層目が３分の１ずれた後、３層目は元の位置に戻っており、交互に積み重なっている。これに対し、冷凍食品や北極・南極上空の成層圏の雲、宇宙空間には、元の位置に戻らず、さらに横にずれる層をアトランダムに含む「積層不整」の氷があることが知られていた。
　東大地殻化学実験施設の小松一生准教授らは、規則正しく横にずれていき、元に戻る層がない氷の合成に挑戦。原料として、同様の積み重なり方をした水素ハイドレートに注目した。水素ハイドレートは高圧下で水素分子が水分子に囲まれた構造をしているため、冷却し圧力を下げて水素分子を抜き、水分子の層が規則正しく横にずれていく氷を得た。
　この規則正しさは、原子力機構などが茨城県東海村で運用する大強度陽子加速器施設（Ｊ―ＰＡＲＣ）で中性子を照射して調べる実験を行い、確認した。小松准教授は「積層不整がない氷を合成できたことで、積層不整が氷の物性に与える影響も調べられるようになる」と話している。