研究者らが過冷却水の奇妙な挙動の謎を解明

研究者らが過冷却水の奇妙な挙動の謎を解明

みず身近みぢか物質ぶっしつですが、秘密ひみつかくしています。

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通常つうじょうみずは0℃でこおりわりますが、十分じゅうぶん純粋じゅんすいであれば、凝固点ぎょうこてん下回したまわっても液体えきたいのままとどまることができ、この状態じょうたいを「過冷却かれいきゃく」とびます。

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concept過冷却

科学者かがくしゃたちは長年ながねんとくに-40℃から-90℃という「ノーマンズランド(無人地帯むじんちたい)」とばれる温度おんどいき研究けんきゅう苦労くろうしてきました。

otherノーマンズランド

数十年すうじゅうねんにわたり、専門家せんもんかたちは、過冷却かれいきゃく状態じょうたいみず実際じっさいには高密度こうみつど液体えきたい低密度ていみつど液体えきたいという、2つ[ふたつ]のことなる構造こうぞうざりわせであると推測すいそくしていました。

concept過冷却
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concept高密度液体
concept低密度液体

研究者けんきゅうしゃたちはやく-63℃に「臨界点りんかいてん」を特定とくていし、そこでこれら2つ[ふたつ]のそう相互作用そうごさようしていることを確認かくにんしました。

concept臨界点

これにより、なぜみずほか物質ぶっしつ非常ひじょうことなる挙動きょどうしめすのかが説明せつめいできました。

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みずこおさい膨張ぼうちょうするといったみず固有こゆう特性とくせい生命せいめいにとって不可欠ふかけつであり、この発見はっけんきわめて重要じゅうようです。

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このなぞかすことで、科学者かがくしゃたちは気候きこうパターンから細胞内さいぼうないでのタンパク質たんぱくしつ機能きのういたるまで、あらゆることがより理解りかいできるようになります。

conceptタンパク質

みずは、わたしたちが想像そうぞうしていた以上いじょう複雑ふくざつ魅力的みりょくてき物質ぶっしつであるようです。

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チャレンジモード

理解度チェック

過冷却かれいきゃくみず文脈ぶんみゃくにおける「ノーマンズランド」とはなにか?

正解

研究が困難な、およそ-40℃から-90℃の温度域のこと。

過冷却かれいきゃくみず挙動きょどう説明せつめいする中心ちゅうしんてき理論りろんは?

正解

高密度と低密度という、2つ[ふたつ]の異なる構造的な相の混合物であるという理論。

過冷却かれいきゃくみずの「臨界点りんかいてん」はどこで発生はっせいするか?

正解

およそ-63℃かつ1000気圧の環境で。

みずそう発見はっけん重要じゅうよう理由りゆうは?

正解

水の特異な異常性を説明し、気候科学や生物学などの分野にとって不可欠だから。

自然界しぜんかいみずこお原因げんいんは?

正解

通常は氷の結晶を作り始めるために、塵のような「核生成サイト」が必要となるから。

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