Date: 16:00-18:00, Friday, July 10, 2026
講演者：吉岡 美香
タイトル: L-アラニン結晶とDL-アラニン結晶の高圧下における溶解度差のメカニズム
Title: Mechanism of the High-Pressure Solubility Difference between
L-Alanine and DL-Alanine Crystals
Abstract: The origin of biological homochirality remains one of the fundamental questions in life and planetary sciences. I previously found that, although L-alanine (enantiomeric) and DL-alanine (racemic) crystals exhibit nearly identical solubilities at ambient pressure, they show significantly different solubilities under high pressure,which could provide a mechanism for enantiomeric enrichment. To clarify the origin of this pressure-induced solubility difference, I investigated the compression behavior of L- and DL-alanine crystals using high-pressure X-ray diffraction and molecular dynamics (MD)simulations.
Equation-of-state measurements revealed that L-alanine crystals areapproximately 26% more compressible than DL-alanine crystals. Thermodynamic analysis based on the experimental equation of state demonstrated that the observed high-pressure solubility difference can be quantitatively explained by the pressure dependence of the crystal molar volumes alone, indicating that the crystal phase dominates the pressure effect on solubility.
To obtain molecular-level insight, MD simulations were performed for both crystal and saturated aqueous solution systems using LAMMPS with the GAFF2 force field, AM1-BCC charges, and the SPC/E water model. The simulations reproduced the experimental trend that L-alanine crystals
are more compressible than DL-alanine crystals. Structural analysis showed that molecular conformations remain nearly unchanged under compression, whereas intermolecular packing responds differently. In L-alanine crystals, all intermolecular distances decrease with
pressure, while in DL-alanine crystals, the L–D molecular arrangement remains relatively rigid, suppressing volume contraction.
In contrast, saturated aqueous solutions of L- and DL-alanine exhibited nearly identical compression behavior, suggesting that the solution phase contributes little to the pressure-induced solubility
difference. These results demonstrate that the distinct compressibility of the crystal phases is the primary origin of the high-pressure solubility difference and provide new insight into
pressure-induced enantiomeric enrichment, with implications for the origin of biological homochirality.
講演者：八木健彦
タイトル：高温高圧実験技術の発展と日本が果たした役割
ー 高圧地球科学の分野を中心に ー
The Development of High-Temperature, High-Pressure Experimental
Techniques and Japan’s Role
– Focusing on the Field of High-Pressure Earth Science –
要旨： 地球深部の研究を目的とする高圧地球科学においては、目的とする深さに対応する高温高圧実験が不可欠である。しかし私が修士の学生としてこの分野に入った1970年頃は、地表から300km程度に対応する10
GPaが高圧実験の限界であった。地球の半径は6400kmもあり、300km以深にはいくつかの明瞭な地震波の不連続が知られていたため、高圧実験を通してその原因を解明することが喫緊の課題であった。それゆえ多くの研究者が、より地球深部の研究をめざして高圧実験技術の開発に取り組んだ。このような研究は主として日本と米国で盛んに行われたが、その間日本では多様なマルチアンビル装置の開発が行われ、一方のアメリカではダイヤモンドアンビル装置が発展した。その中で日本で開発された川井型と呼ばれる2段式高圧装置やDIA型と呼ばれるキュービックアンビル装置が国際的にも広く使われるようになり、研究の推進に大きな役割を果たした。また日米セミナーなどの国際的な研究協力により、このような発展が一層推進された。2000年代に入り、ついに地球中心部に対応する超高圧高温実験まで可能になったわけであるが、こういった高圧地球科学分野における研究の発展史と、その中で日本が果たした役割についてお伝えしたい。