単層氷の新たな秩序発見！渦状水分子の謎に迫る研究成果

単層氷の新たな秩序発見！

2026年2月21日、国立大学法人岡山大学が発表した研究結果によると、静岡大学と東京大学、広島大学、名古屋大学などの共同研究チームが、単層の氷の構造を初めて可視化し、渦状に並んだ水分子が作り出す「フェロアキシャル秩序」を実証しました。この発見は、水という身近な物質が持つ複雑さを物語る重要なものであり、今後の水の研究における基盤となることが期待されています。

研究のポイント

研究は、静岡大学理学部の野村肇宏講師が主導し、東京大学の鬼頭俊介助教や岡山大学、小松寿弐千大学院生らとの連携によって進められました。研究の舞台は、鉱物中に閉じ込められた単層の水分子で構成される単層氷です。具体的には、ハニカム格子に配置された水分子が室温では方向が定まらずに回転しますが、低温時においては、渦状のモチーフを形成し、フェロアキシャル秩序状態を示すことが発見されました。

研究手法

この研究の特徴的な点は、放射光X線回折と分子動力学計算を用いて、2次元に閉じ込められた水分子の秩序構造を解析したことです。過去に予言されたことのない新しい氷のあり方が示され、2次元氷に関する知見が3次元氷の研究に役立つ礎となると考えられています。

水の複雑性

水は生命の源でもあり、その構造は長年にわたる研究課題です。今回の研究結果は、水がただの液体ではなく、非常に複雑な物質であることを再確認させます。新たに明らかにされた2次元氷の秩序構造は、これまで水に関する知られざる側面を明らかにするものであり、今後の研究者たちが水の性質を理解する手助けとなるでしょう。

今後の期待

水の研究は、環境問題やエネルギー問題を解決する上で鍵となる分野です。この発見は、今後の研究やテクノロジーの進展に大きな影響を及ぼす可能性があり、水に関する理解を深めるための重要なマイルストーンとなることでしょう。

静岡大学理学部の講師、野村肇宏氏は、「水の新たな姿を明らかにできたことは、我々にとって非常に大きな喜びです。」とコメントしています。この研究成果は、国際的な学術雑誌『Journal of the American Chemical Society』に掲載される予定であり、広く学界の注目を集めることでしょう。

研究のインパクト

今回の研究は、単層氷の構造とその特異な性質がもたらす奥深い科学的意義を示しています。水は我々の生活に欠かせない存在であり、その未知の性質を解明することは、今後の様々な技術や研究の発展に寄与するでしょう。特に、新たなナノマテリアルやエネルギー効率の良いシステムの開発において、水の研究が果たす役割は非常に大きいと考えられます。

こうした研究成果を受けて、今後も水に関する研究が進展し、持続可能な社会の構築に貢献することが期待されます。