Simulation study of mesoscale cooperative phenomena in ionic liquids - slow relaxation and interface fluctuation

离子液体介观协同现象的模拟研究——慢驰豫和界面涨落

• 批准号: 18K13513
• 负责人: 芝 隼人
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: The University of Tokyo (2019-2022)Tohoku University (2018)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18K13513/
• 关键词: イオン液体; 電解質キャパシタ; 電圧一定アンサンブル; 微分容量; 回転緩和; 分子動力学; Stokes-Einstein-Debye則; 自己相関関数; 分子動力学法; GPGPU; StokesーEinsteinーDebye則; 電解液キャパシタ; メソフェーズ; ガラス転移; 界面ゆらぎ; 液晶相

本年度は、２つのグラファイト固体界面を一定電圧を印加可能な電極とし、ナノスケールの空間中にイオン液体を電解液として封入することで得られるキャパシタの持つ物理的性質の研究結果を論文にまとめる作業を、研究協力者と実施した。ここに、一定電圧印加は先行研究に倣って、電極上での電荷分布が電位差と矛盾しないようにシミュレーションステップごとに自己無撞着に時直す方法によって実現されたものである。この結果、電解液が電極近くで示すナノ構造形成の様子を捉えることに成功するちともに、電極間距離をナノスケールに落として行った時に見られる電気容量の増減の様子を再現する結果が得られた。また、電極上の電圧プロファイルを考慮した電気容量の電圧依存性を記述する量である電気容量のプロファイルについて、camel shape から bell shape に遷移する様子をシミュレーションで忠実に捉え、その温度依存性について明らかにすることができた。以上の結果は査読者から概ね好評を得ているものの、調整に時間を要している（コロナ禍に伴い、共同研究者間の連絡調整が困難な状態が継続）。また、昨年度まで実施していたアルキル長鎖を伴うイオン液体の回転緩和について、昨年度論文を投稿した際に査読者から指摘のあった分子重心位置の解釈の修正を行い、再計算を実施した。両者の課題について１０月頃まで進捗が継続したが、後述する研究代表者の異動により両者の成果の公表は遅れている。

This year, the research results on the physical properties of the solid state interface at a certain voltage, the electrode, the electrolyte and the electrolyte in the space were obtained. The charge distribution on the electrode is a potential difference contradiction. The charge distribution on the electrode is a collision free method. As a result, the electrolyte and electrode proximity show that the structure of the element is formed successfully, and the distance between the electrodes is reduced. The voltage dependence of the voltage capacity on the electrode is considered. The voltage dependence of the voltage capacity on the electrode is described. The voltage dependence of the voltage capacity on the electrode is described. The voltage dependence on the electrode is described. The above results were well received by investigators, and the adjustment time was important. In addition, the calculation of the molecular gravity position is carried out during the review of the submission of the annual paper. In the past 10 months, the author has made progress in his research, and the author's achievements have been published.

项目成果

イオン液体におけるメソ液晶構造形成と動力学の分子シミュレーション

离子液体中介观液晶结构形成和动力学的分子模拟

• 发表时间: 2018
• 作者: Manh Hung Chu;Haruka Suzuki;Hirotaka Toyoda;田中 陸太，綿野 稜眞，吉田 雅史，大原渡，津守 克嘉，木崎 雅志，NIFS NBIグループ;出村郷志;Masaro Yoshida;芝隼人
• 通讯作者: 芝隼人

Molecular Simulations of Ionic-Liquid-based Electrical Double Layer Capacitors

离子液体双电层电容器的分子模拟

• 发表时间: 2019
• 作者: Hayato Shiba;Hailong Peng;and Momoji Kubo;Furuya Michitaka;加藤孝盛;Patrick A. Bonnaud and Hayato Shiba
• 通讯作者: Patrick A. Bonnaud and Hayato Shiba

Identifying relaxation processes in glass-forming liquids in two dimensions

识别二维玻璃形成液体中的弛豫过程

• 发表时间: 2019
• 作者: M. Oya;M. Shimada;C.N. Taylor;M.I. Kobayashi;Y. Nobuta;Y. Yamauchi; Y. Oya;Y. Ueda;Y. Hatano;Hayato Shiba
• 通讯作者: Hayato Shiba

アルキルイミダゾリウム系イオン液体におけるメソ構造形成のシミュレーション

烷基咪唑基离子液体介观结构形成的模拟

• 发表时间: 2018
• 作者: 芝隼人;Hailong Peng
• 通讯作者: Hailong Peng

Molecular dynamics study of nanostructure formation of imidazolium-based ionic liquids with long-alkyl chains

长烷基链咪唑基离子液体纳米结构形成的分子动力学研究

• 发表时间: 2019
• 作者: Hayato Shiba;Hailong Peng;and Momoji Kubo
• 通讯作者: and Momoji Kubo