無重力下における高密度微粒子の高機能ナノ構造体の作製

ミッション実現クラスターと融合し、社会実装や基礎研究の更なる推進につながる研究課題

光工学

現状ではミッション実現クラスターとは直接リンクしないが、新たな重点研究領域につながる、萌芽・独創的な研究課題

高機能ナノ粒子の規則構造体は、例えば完全バンドギャップを持ったフォトニック結晶として使える可能性が大きいが、高密度のナノ粒子は重力下では速やかに沈降してしまい、異なる種類の合金構造のようなものを地上で実現するのは大変困難である。それに対して国際宇宙ステーションのような完全な無重力下においては、様々な粒子について、対照的な外形を持ち歪の少ない良質な結晶を得ることが可能になる。本研究は最終的に、チタニアなどの高密度・高機能粒子のバルク大型フォトニック結晶を、液中で核生成させて大型化（数ミリ程度）することを目的とする。

本研究ではそのような最終目的を達成するため、初年度は重水を使った密度マッチング分散液中におけるポリスチレン粒子のコロイド結晶化を地上対照予備実験としておこなう。また、国際宇宙ステーション実験のKiraraプロジェクトに参画し、地上対照予備実験との比較対象を行う。次年度以降はシリカ粒子、チタニア粒子を使った地上対照予備実験とKiraraプロジェクトをメインとした宇宙実験の実現を目指す（2023年11月に打ち上げ予定！！！）

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