Letter 物性：反対の電荷を持つ粒子のイオン性コロイド結晶 2005年9月8日 Nature 437, 7056 doi: 10.1038/nature03946 コロイド懸濁液は融解、凝固、ガラス転移などの過程を研究するため幅広く使われている。その理由は、コロイド懸濁液が原子系や分子系と同じ相挙動を見せ、しかもコロイド粒子はナノメートルからマイクロメートルの大きさのため、実空間で直接観察できることにある。もう一つの有用な特徴は、さまざまな種類のコロイド相互作用、例えば長距離の斥力相互作用、短距離の引力相互作用、剛体球型相互作用や双極子相互作用などを実現し、これから平衡相を生じさせることである。しかし、球対称な長距離引力(すなわち、イオン性相互作用)では、今まで常に不可逆なコロイド凝集が生じていた。本論文では、反対の電荷を持つ粒子間の静電相互作用を調整して大きなイオン性コロイド結晶が容易に形成できることを示し、理論とシミュレーションによりこれらの構造の安定性を確かめた。原子系とは対照的に、これらのコロイド結晶の化学量論は電荷中性条件によっては決まらないことがわかった。そのため、非常に多様な新規2成分構造を得ることが可能になる。また、結晶は外部電場によって融解するので、構成粒子が実際に反対の電荷を持つことが確かめられた。このように、コロイドモデル系はイオン種の相挙動を研究するのに利用できる。さらに、反対電荷の相互作用を制御するこの方法によって、マイクロメートルの大きさの粒子からなる2成分結晶の作成が容易になると思われ、このような結晶はフォトニック応用の先進材料としての利用が期待される。 Full Text PDF 目次へ戻る
