メソ多孔体を用いた分子性液体の構造とその緩和機構の解明

利用介孔材料阐明分子液体的结构和弛豫机制

• 批准号: 09740418
• 负责人: 花屋 実
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 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: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09740418/
• 关键词: 分子性液体; 構造緩和; メソ多孔体; クラスター; 結晶核; 熱測定; 交流誘電率; 固体NMR; DSC

本研究では、メソ多孔体の与える細孔を利用して分子性液体の構造緩和挙動に対する粒径効果を追跡し、複雑な液体構造とその緩和機構を解明することを目的として研究を進めた。その結果、o-ターフェニルを2.5,5,7.5および20nmの異なる平均細孔径を有する多孔質ガラスに導入した場合、ガラス転移温度が細孔径の減少に伴って低下する傾向が見られた。このことは、分子性液体における構造緩和時間の温度低下に伴う非アレニウス的な急激な増大が、液体中での短距離秩序構造を有するクラスターの生成,発達に起因する可能性を強く示唆している。すなわち、メソ多孔体の細孔中で液体粒径が制限されることにより、温度の低下に伴う分子相関領域の拡大が阻害され、これによってガラス転移温度が低下したものと考えられる。また、本研究のさらなる展開のために、現有の交流誘電率測定装置に拡張を施し、10mHz〜1GHzの周波数領域,10〜400Kの温度範囲での測定を可能とした。さらに、細孔中での分子の静的,動的構造について有用な知見を与えることが期待される固体NMR測定において、通常のMAS法では高分解能化が不可能な核四極子相互作用を有する核種に対する多量子励起二次元法の開発を行った。さらに研究過程において、核生成主導結晶化を見出しているo-ターフェニルについて、その結晶化速度の理論計算による再現と結晶粒径の見積りを試み、結晶核生成速度が液体のα一構造緩和過程ではなくβ-緩和過程によって支配されていること、および、結晶粒径は50nm程度であり液体中のクラスターサイズがこれよりも小さいことを明らかにした。また、トリフェニルエチレンの過冷却液体が緩和時間に強い非アレニウス性を示すフラジル液体であることを明らかにし、ガラス転移温度の低温域に核生成主導結晶化が存在することを見出した。

This study で は, メ ソ porous body の and え る pores を using し て molecular liquid の construction of moderate 挙 dynamic に す seaborne る size unseen fruit を tracing し, complex 雑 な liquid structure と そ の mitigate agency を interpret す る こ と を purpose と し を て research into め た. そ の results, o - タ ー フ ェ ニ ル を 2.5, 5,7.5 お よ び 20 nm の different な る average slotted aperture を す る porous ガ ラ ス に import し た occasions, ガ ラ ス planning move fine temperature が aperture の reduce に with っ て low す る tendency が see ら れ た. こ の こ と は, molecular liquid に お け る construction time の に with low temperature う non ア レ ニ ウ ス な nasty shock な raised large が, liquid で の short-range order a す を construction る ク ラ ス タ ー の generated, 発 cause of に す る strong possibility を く in stopping し て い る. す な わ ち, メ ソ porous body の で fluid in the pores size limitations が さ れ る こ と に よ り and low temperature の に う molecules の masato field company, big が resistance against さ れ, こ れ に よ っ て ガ ラ ス planning moving low temperature が し た も の と exam え ら れ る. ま た, this study の さ ら な る expand の た め に, existing の exchange rate of induced electric measurement device に company, zhang を し, 10 MHZ ~ 1 GHZ の cycle for field, 10 ~ 400 k の temperature fan 囲 で の determination を may と し た. さ ら に, pores で の molecular の is static, the structure of the dynamic に つ い て な useful knowledge with え を る こ と が expect さ れ る solid NMR measurement に お い て, usually の MAS method で は high decomposition can change が impossible な nuclear quadrupole interaction を have す る nuclide に す seaborne る quantum wound up more secondary element method の open 発 を line っ た. さ ら に research process に お い て, dominant crystallization nucleation を shows し て い る o - タ ー フ ェ ニ ル に つ い て, そ の crystallization speed is の theoretical calculation に よ る reappearance と crystalline grain size の see product り を み, crystallization nucleation speed が liquid の alpha a tectonic ease process で は な く beta detente process に よ っ て dominate さ れ て い る こ と, お よ び, crystalline grains Degree of 50 nm diameter は で あ り liquid の ク ラ ス タ ー サ イ ズ が こ れ よ り も small さ い こ と を Ming ら か に し た. ま た, ト リ フ ェ ニ ル エ チ レ ン の supercooled liquid が moderate strong time に い non ア レ ニ ウ ス sex を shown す フ ラ ジ ル liquid で あ る こ と を Ming ら か に し, ガ ラ ス planning の low temperature shift temperature field に dominant crystallization nucleation が exist す る こ と を shows し た.

项目成果

T.Hikima: "Numerical and Morphological Approach to the Mechanism of Homogeneous-Nucleati Based Crystallization in ο-Terphenyl" J.Non-Cryst.Solids. (in press).

T.Hikima：“邻三联苯均质成核结晶机制的数值和形态学方法”J.Non-Cryst.Solids（正在出版）。

M.Hanaya: "Optimization of Two-Dimensional Multiple-Quantum MAS NMR Experiments for I=3/2 Nuclei on a Moderate-Field Spectrometer" J.Phys.Chem.A101.37. 6903-6910 (1997)

M.Hanaya：“中场光谱仪上 I=3/2 原子核二维多量子 MAS NMR 实验的优化”J.Phys.Chem.A101.37。

M.Hanaya: "Two-Dimensional ^<23>Na MQ MAS NMR Study of Layered Silicates" J.Mater.Chem.(in press).

M.Hanaya：“层状硅酸盐的二维^ 23 Na MQ MAS NMR研究”J.Mater.Chem.（印刷中）。

M.Hanaya: "Two-Dimensional ^<23>Na MQ MAS NMR Study of Layered Silicates" J.Mater.Chem.8・4. 1073-1079 (1998)

M.Hanaya：“层状硅酸盐的二维^<23>Na MQ MAS NMR研究”J.Mater.Chem.8・4（1998）。

T.Hikima: "Calorimetric Study of Triphenylethene: Observation of Homogeneous-Nucleation-Based Crystallization" J.Chem.Thermodyn.30. 509-523 (1998)

T.Hikima：“三苯乙烯的量热研究：基于均质成核的结晶的观察”J.Chem.Thermodyn.30。