Chizu Kato 研究室

本研究室は、地球化学や生物学的プロセスにおける元素の動きを追跡するために、安定同位体分別現象を研究しています。特にバナジウムや亜鉛といった多価の元素に焦点を当て、これらの元素がどのような条件で異なる化学形態や相の間を移動する際に、同位体の組成がどう変わるかを明らかにすることを目指しています。同位体分別とは、同じ元素であっても質量が異なる同位体が、化学反応や物質間の移動において異なる速度で動く現象を指します。 研究アプローチとしては、理論計算と実験を組み合わせています。密度汎関数理論などの計算化学手法を用いて、様々な化学種間での同位体分別係数を予測した上で、液液抽出などの室内実験によってそれを検証しています。例えば、有機溶媒に溶解した特定の化合物と水溶液の間で元素を抽出する際に、どの程度同位体が分別されるかを測定し、理論予測との一致を確認しています。 これらの研究を通じて、元素の同位体組成が物質間の交換反応や複合体形成の程度とどう関連しているか、定量的な関係を明らかにしています。こうした基礎的知見は、天然の岩石や溶液中の元素の起源や移動プロセスを同位体組成から推定する際の解釈根拠となります。