溶液分子の動的性質に対する統計力学的な研究

溶液分子动态特性的统计力学研究

• 批准号: 10740193
• 负责人: 吉森 明
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10740193/
• 关键词: 溶緩和; 非線応答; 誘電飽和; 数密度; 動的密度汎関数; 相互作用点モデル; 射影演算子法; 非線形ランジュバン方程式; 動的密度汎関数法; 非線型ランジュバン方程式; 流れ項; 森公式; 溶媒和ダイナミックス; 時間分解蛍光スペクトル; 並進拡散; 回転緩和

溶液分子の動的性質を統計力学を使って、理論的に研究した。具体的には、1.(1)溶媒和における非線形応答について現在分かっている知見をまとめた。その結果、静的な場合に非線形応答が小さいのは、溶媒分子の数密度の緩和が重要であることが分かった。つまり、溶質の電荷が増えると誘電飽和が起こるが、溶媒分子が溶質分子に近づくことにより、溶質分子の周りの数密度が増え、分極率は大きくなる。これと誘電飽和が互いに相殺して、非線形応答が弱くなる。この静的な場合の事から、動的な場合には、数密度の緩和が分極の緩和より遅い時に、強い非線形応答が期待できる。実際、小さい溶質の計算機シミュレーションはこの様な非線形応答を示している。(2)以上の知見を基に実際の実験で非線形応答が測定される可能性を吟味した。特に、溶媒和の分布に関して非線形応答がどの様な効果を持つかを考えた。最近の分光学的な実験で得られているスペクトルのバンド幅がピークより遅く緩和するという結果を、昨年つくったモデルと比較検討した。その結果、数密度と分極の非線形効果が充分強く、さらにスペクトルと溶媒和の分布が一致していれば、この実験は非線形応答を示していると言えることがわかった。2.昨年研究した非線形ランジュバン方程式と動的密度汎関数法の関係を使って、動的密度汎関数法を分子液体に拡張した。分子液体は、原子間距離や角度が変わらない剛体の相互作用点モデルを使った。特に2原子分子について具体的な表式を得た。さらに、得られた表式が、充分時間が経った所で正しい平衡状態を与える事を、H定理を証明することにより示した。また、原子間距離の制限をなくして、分子をバラバラにする極限を取ると、単純液体の動的密度汎関数法と一致することも確かめた。

The properties of the motion of solution molecules を statistical mechanics を enable って and theoretical に research た た. Specifically, に をまとめた, 1.(1) solvent and における non-linear 応 answer に に て て て now divided into って る る る see をまとめた. そ の results, static な occasions に nonlinear 応 answer が small さ い の は, number density of solvent molecules の の detente が important で あ る こ と が points か っ た. つ ま り, solute の charge が raised え る と induced electric saturation が up こ る が, solvent が solute molecules に nearly づ く こ と に よ り, solute molecules の weeks り の number density が raised え, polarization rate は き く な る. Youdaoplaceholder6 れと inductance saturation が mutual に に kill <s:1> て, non-linear 応 answer が weak くなる. こ の の な setting of static か ら, dynamic な occasions に は, number density の ease が points very の ease よ り 遅 い に, strong い nonlinear 応 answer が expect で き る. Be international, small さ い solute の computer シ ミ ュ レ ー シ ョ ン は こ の others な nonlinear 応 answer を shown し て い る. (2) The above <s:1> knowledge is based on を actual <s:1> experiment で non-linear 応 answer が determination される possibility を taste た た. に, solvent, and the distribution of の に masato し て nonlinear 応 answer が ど の others な unseen fruit を hold つ か を exam え た. Recently の points of optical な be 験 で have ら れ て い る ス ペ ク ト ル の バ ン ド picture が ピ ー ク よ り 遅 く ease す る と い う results を, yesterday in つ く っ た モ デ ル と compare beg し 検 た. そ の results, number density と points very の nonlinear working fruit が sufficiently strong く, さ ら に ス ペ ク ト ル と solvent and の distribution が consistent し て い れ ば, こ の be 験 は nonlinear 応 answer を shown し て い る と said え る こ と が わ か っ た. 2. Yesterday in research し た nonlinear ラ ン ジ ュ バ ン equation と moving density masato method の masato を give っ て density masato method, dynamic を molecular liquid に company, zhang し た. The molecular liquid や, the distance between atoms や, the Angle が change わらな the <s:1> rigid body <s:1> interaction point モデ を を make った. The specific な table formula を gives た. さ ら に, ら れ た tabular が, full time が 経 っ た で is by し い equilibrium を and え を を る, H theorem proved す る こ と に よ り shown し た. ま た limitations, the distance between the atoms の を な く し て, molecular を バ ラ バ ラ に す る limit を take る と, 単 pure liquid density masato method の move consistent と す る こ と も か indeed め た.

项目成果

Akira Yoshimori: "Nonlinear Langevin equations and the time dependent denisty functional method"Physical Review E. 69・6. 6535-6540 (1999)

Akira Yoshimori：“非线性 Langevin 方程和时间相关密度泛函方法”Physical Review E. 6535-6540 (1999)

Akira Yoshimori: "An investigation of dynamical density functional theory for solvation in simple mixtures" Journal of Chemical Physics. 108・15. 6378-6386 (1998)

吉森晃：“简单混合物中溶剂化的动力学密度泛函理论的研究”化学物理杂志108・15（1998）。

Akira Yoshimori: "A Time Dependent Density Functional Method for the Interaction Site Model"Journal of Molecular Liquids. (印刷中).

Akira Yoshimori：“相互作用位点模型的时间相关密度泛函方法”《分子液体杂志》（正在出版）。

Akira Yoshimori: "Theory of ion solvation dynamics in mixed dipolar solvents" Journal of Chemical Physics. 109・8. 3222-3231 (1998)

吉森晃：“混合偶极溶剂中的离子溶剂化动力学理论”化学物理杂志109・8（1998）。