スピンコントラスト変調中性子小角散乱法を用いた急冷濃厚糖溶液中に生成するナノ氷晶の構造解析

Structure analysis of frozen sugar solution using spin-contrast-variation neutron small-angle scattering

熊田 高之   ; 中川 洋   ; 関根 由莉奈   ; 元川 竜平   ; 川井 清司*

Kumada, Takayuki; Nakagawa, Hiroshi; Sekine, Yurina; Motokawa, Ryuhei; Kawai, Kiyoshi*

我々はスピンコントラスト変調中性子小角散乱法(SCV-SANS)を用いて、新たに凍結保護剤の糖による過冷却水中の氷晶生成・成長阻害メカニズム解明の研究を行った。実験の結果、従来のSANS法ではアモルファス氷の散乱に隠れていた結晶氷の小角散乱信号を抽出することに成功した。散乱曲線の解析から、結晶氷は厚さ1nmしかない板状のナノ氷晶を形成していることを見出した。この板厚は過冷却水中に生成する氷晶の臨界半径(数nm)と同程度でしかない。そのため、本結果はグルコース分子が氷晶の特定の面に高選択的に付着して、その面方向の結晶成長を強く妨げていることを示していると考えらえる。

We succeeded in observing spin-contrast-variation neutron small-angle scattering (SCV-SANS) signal from planar nano-ice crystals generated in rapidly frozen sugar solutions.