image: Researchers from The University of Tokyo Institute of Industrial Science and Fudan University experimentally interrogate a phenomenon that bridges diverse fields of science and engineering view more
Credit: Institute of Industrial Science, the University of Tokyo
田中 肇 東京大学名誉教授（研究当時：東京大学 生産技術研究所 教授／現在：東京大学 生産技術研究所 シニア協力員；同 先端科学技術研究センター シニアプログラムアドバイザー）、復旦大学のタン ペン 准教授、リー ミンフアン 大学院生、ユエ ゼンギュアン 大学院生、チェン ヤンシャン 大学院生、中国科学技術大学のトン フア准教授（研究当時：東京大学 生産技術研究所 特任研究員）の共同研究グループは、結晶から結晶への転移現象（結晶・結晶転移）が、どのような条件下で、またどのような機構で起きるのかを明らかにすべく研究を行った。炭素原子からなるダイヤモンドとグラファイトのように、多くの物質は複数の安定な結晶形をもつ（結晶多形）。身近な例として、固体医薬品の多くは複数の結晶形をもち、結晶多形間で溶解性や薬効、安定性などが大きく異なることが知られている。
通常、鉄などの硬い結晶における固体から固体への転移（固体・固体転移）は、外部からの変形を与えた場合に既存の欠陥を起点として起こる。しかし、柔らかい結晶における結晶・結晶転移の様式については、ほとんど分かっていなかった。本研究では、荷電コロイド分散系を用いて、結晶・結晶転移の過程を粒子レベルで微視的に観察することにより、親結晶が十分柔らかい場合には温度の変化により自発的に転移が進行する様式が存在することを発見した。
今回の発見は、結晶の柔らかさに依存した結晶・結晶転移の経路選択の物理的原理を明らかにするとともに、親結晶の柔らかさと欠陥を利用した固体・固体転移の制御という新たな可能性を拓くものと期待される。
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Journal
Nature Communications