単層氷の構造を初めて可視化！水分子の新たな秩序を発見

研究成果の概要

静岡大学を中心とした研究チームが、単層水分子の新たな構造を可視化したという革新的な研究成果を発表しました。この研究は、東京大学、岡山大学、広島大学など、複数の大学や研究機関との共同プロジェクトとして進められてきました。

単層氷の特異な性質

今回の発見の中心となるのは、鉱物中に閉じ込められた単層の水分子が見せる「フェロアキシャル秩序」という特異な構造です。研究では、これらの水分子がハニカム格子の上に配置されていることが確認され、低温において渦状に並ぶ様子が観察されました。

研究の背景

水は生命維持に欠かせない存在であり、その秩序構造は長年にわたり研究の対象となってきました。これまでは3次元氷の構造が主に研究されてきましたが、この新たな2次元構造の発見は、水の性質に対する理解を一層深めることになるでしょう。

研究の手法

研究チームは、放射光X線回折と分子動力学計算を用い、単層氷の構造を詳細に調査しました。これにより、単層氷がどのようにしてその特異な秩序を形成するのかが明らかになりました。この成果は、普段目にする水の一面とは異なる新たな姿を映し出しています。

自然界の謎を解く鍵

単層氷の発見は、過去に予言されていなかったもので、その複雑性は水科学の研究に新たな方向性をもたらすことでしょう。特にこの構造の理解は3次元氷の進展にも寄与すると考えられています。

研究者の意見

研究をリードした静岡大学理学部の野村肇宏講師は、「水の新たな秩序構造を発見できたことは大きな喜びです。水は我々の生活にとって重要な物質であり、その特性をより深く理解することで、様々な応用が期待されます」とコメントしています。

今後の展望

この研究成果は2026年2月に「Journal of the American Chemical Society」に掲載される予定で、学術界への影響も大きいものと期待されています。今後、人類が水に関する探求を進めていく上で、この発見は重要な指針となるでしょう。研究チームは引き続き、さらなる研究を進めていく方針です。