結晶の成長の仕組みを解明することで 医学などさまざまな分野への応用が期待できます。

結晶成長学からのアプローチで解明される不凍タンパク質

北海道大学低温科学研究所助教授

古川 義純 氏

ふるかわ よしのり

1951年、滋賀県生れ。78年北海道大学大学院理学研究科博士課程修了。理学博士。同年北海道大学低温科学研究所助手に就任し、90年より現職。主な研究分野は氷物理、結晶成長、生物物理、マイクログラビティ。中谷宇吉郎の弟子のひとり、故・小林禎作教授とともに雪の結晶の研究を行なうなどした。現在は国際宇宙ステーションによる宇宙実験プロジェクトを推進中。共著に『雪と氷の事典』『形の科学百科事典』（ともに朝倉書店）、『雪花譜』（講談社カルチャーブックス）など多数。

2006年12月号掲載

美しい雪の結晶に魅せられ雪山に籠った学生時代

──先生は結晶をご専門に研究されていらっしゃると伺っております。

私も小学生の頃、雪の結晶の研究で有名な物理学者、中谷宇吉郎先生の著書『雪』の中の「雪は天から送られた手紙」というフレーズに、その形が千差万別であること、地上にいながら上空の気象条件を推測できることを知り、大変感動いたしました。

先生は雪の結晶の観察や実験といった研究の傍ら、撮影された雪の結晶写真で『科学朝日』の写真コンクールで受賞されたそうですね。

古川　学生の時ですから、25年くらい前のことになります。当時、中谷先生も通われた十勝岳に冬籠りをしては、雪の結晶の観察や測定を行なっていました。研究生活の始まりに、とてもきれいな雪の結晶を見ることができたのはラッキーだったと思っているんですよ。写真で見てもきれいですが、顕微鏡でみるとぞくっとする程シャープで、雪の降る中、防寒着を何重にも着て、息を殺して顕微鏡をのぞいたその美しさは格別でした。

一つとして同じ形はない雪の結晶。結晶が成長する場所の温度と湿度により形が決まる。人間の息がかかっただけでも融けてしまうため、撮影には細心の注意が求められる。（写真提供：古川義純氏）

古川　そうなんです。すべての結晶が平らになっているというわけではありませんし、照明の当て方、どこにフォーカスを合せるか、背景の色をどうするかなど、いろいろと工夫が必要になります。

──私も先生のお撮りになった写真を拝見しました。大変すばらしいですね。

ところで"結晶"といっても、雪や氷以外にも、水晶やダイヤモンドなど、さまざまなものがありますよね。

古川　はい。われわれはそういった結晶がどのように成長していくかを研究しているんです。雪の結晶もそうですが、条件が違うと結晶の成長の様子が大幅に違ってきます。現在、私の研究室では、氷や雪を題材に、結晶成長の仕組みの解明に取り組んでいますが、そのスケールは分子あるいは原子レベルから、結晶体といった大きなものまで幅広く扱っているんですよ。

基本は物理ですので、結晶の成長に関する観察や実験、理論、計算機を使ったシミュレーションなどを行なっています。

氷の結晶構造は規則正しい六角形になっているが（画像右）、画像左のように氷の表面が融解し乱れた水の分子構造（擬似液体層）になることで、スキーやスケートが滑る（画像提供：灘 浩樹氏）