巨視サイズのイオンが逆符号に帯電する （電荷の符号が逆転する）現象が、 ある条件が満たされた 室温の溶液中で起きます。ここで 「巨視」 とは、原子 に比べて大きいサイズと電気量をもつという意味です。 液体やプラズマの ディバイ遮蔽理論に慣れた人は、この現象を にわかには信じられないでしょう、というのは 電場がプラズマの雲により単調に遮蔽される はずなので。 　　この原因は、静電気力の相互作用の強さに あります。つまり、この相互作用の指標である クーロンエネルギーが、粒子の拡散をもたらす 熱エネルギーよりも大きく、そして同時に巨視 イオンの周囲に集まる対イオンが多価（Ca2+や Al3+など)であるときに、電荷逆転の現象が発 生します。これは、ディバイ理論が成り立たない クーロン強結合状態で、電荷をもつ粒子間の相関 （個々の粒子が互いにどこ にあるかを認識する）が強く効きます。このため、粒子分布がボルツマン分布 から大きく修正されています。面白いことに、正と負の電気量が等しい中性 溶液（プラズマ)でも、この相関のため、クーロン強結合状態では引力が斥力 にまさり構造化が起きます。実際、十分に温度を下げるとクーロン結晶が できます。 　　右上の図は、赤い球で描かれた負のマクロイオン（巨視イオン）の周囲に、 水色の３価の正イオンがクーロン（静電気）力で多数凝縮しています。青い のは（-1）価の共イオンで、対イオンの表面に選択的に凝縮しています。これ は、共イオンと対イオンが引力で引き合い、共イオンはマクロイオンから斥力 を受けるからです。このため、共イオンの凝縮が起きるためには、対イオンが 多価である必要があります。 　　マクロイオンの帯電（電荷密度）が小さいDNAなどの場合は、対イオンとして 球形イオンではなく連鎖した高分子イオンを用いると、電荷逆転が促進されます （下図を参照）。 　　よりくわしい解説は、固体物理（2002年4月号）に掲載された解説記事を、 また電荷逆転現象の物理機構など詳細は、以下に挙げた論文とその中の 参照論文をお読みください。 参考資料： イオン性ソフトマターの物理　「固体物理」　２００２年４月号 Staticな環境下での電荷逆転 　J.Chem.Phys. 115(2001) PDF 高分子"DNA"の電荷逆転の可能性 　　　 J.Physics: Condensed Matters(2004) PDF 　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　高分子対イオンを用いた効率的な電荷逆転の誘起 　　　　　　　　　　(a) 3価モノマー、(b) 1価モノマーの場合 　前のページにもどる