制限空間内相転移現象の特異性を活用したナノ細孔径・幾何特性同定手法の開発

开发利用有限空间内相变现象的特异性来识别纳米孔径和几何特性的方法

• 批准号: 09750827
• 负责人: 宮原 稔
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Kyoto 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: 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-09750827/
• 关键词: ナノ細孔; 毛管凝縮; 凝固点変動; 分子動力学法; モンテカルロ法; 細孔径分布; メソポーラスシリカ

本研究では,細孔径評価に一般に用いられる細孔内凝縮現象に加えて,これまでに全く解明の手の及んでいなかった細孔内凝固現象を組み合わせることで,幾何情報を含めたナノ細孔特性を評価可能な手法の開発を目指している.昨年度の検討では,細孔単独要素を表現する理想実験系として分子シミュレーションを主に用い,細孔内での固液・気液相転移挙動を分子レベルで解析した上で,その相転移機構を推定した.これに引き続き,本年度は,シミュレーション検討の深化と凝固現象のモデル化に取り組み,実在系での実験的検討も加え,以下の結論を得た.(1) 気液相転移現象:ナノ細孔内での凝縮圧力と臨界細孔径の関係についてモデル化およびその検証に成功した.この成果はフランスで開かれた国際会議(Fundarnentals of Adsorption)にて発表し,大きな反響を得た.(2) 固液相転移現象:モンテカルロ法及び分子動力学法によるシミュレーション検討の知見を基礎に,細孔内で分子集団が感じるポテンシャルをバルク流体に仮想的に適用して得られる凝固点を解析の起点とし,実際の凝固点の,この起点からの偏倚を幾何学的阻害効果として抽出した上で,細孔形状とサイズを含めた定量的因果関係を検討した.その結果,幾何学的阻害効果の顕著なシリンダ状細孔内では細孔内三重点はスリット状細孔内の値と顕著な差を示し,こうした情報から幾何学的特性を抽出する可能性を明らかにした.また,超均質メソポーラスシリカ中の単純流体について,示差熱量計により凝固点測定を行い,細孔内凝固点は,平衡相気相圧のわずかな変動でも非常に顕著な変動を示すという,シミュレーション結果と符合する実験的知見を得た.以上のように,凝固点変動から幾何学的特性を特定し,凝縮現象を用いてそのサイズを特定するという一連の「細孔径・幾何特性同定手法」について,その定量的基礎の確立に成功した.

In this study, the evaluation of pore diameter is generally based on the condensation phenomenon in pores.これまでに全く明の手の和んでいなかったsolidification phenomenon in pores を合わせることで,Geometric informationをcontainsめたナノpore characteristicsをreview価possible techniqueの开発をThe purpose of the design is to show the ideal system of the single element of fine pores. The molecular structure of the molecule is mainly used for solid-liquid and liquid-liquid phase transfer in the pores. Analysis of the molecular structure of the moving molecule and estimation of the phase shift mechanism. This year's guide is to discuss the deepening and solidification phenomenon of シミュレーション検. The following conclusions can be drawn from the combination of the elements and the combination of the elements. (1) The phenomenon of liquid phase transition: the relationship between the condensation pressure in the pores and the critical pore diameter. International Conference on the success of the project (Fundarnentals) of Adsorption)にて発外し,大きな Response を得た.(2) Solid-liquid phase transition phenomenon: the basis of the molecular dynamics method and the molecular dynamics method, and the collection of molecules in the pores Sense of じるポテンシャルをバルクfluid に仮 Idea of application して got られるsolid point をanalytic のstarting point とし,実记のsolidifying pointの,この Starting pointからのbias をThe geometric blocking effect として extracted した上で, the pore shape とサイズをcontaining めたquantitative causal relationship を検 Discussion した.その results, Geometrical barrier effect: three points in the pores, three points in the pores, の値, と顕 in the pores, and information on the difference in pores. Characteristics of から geometry を Extraction する possibility を明ら かにした.また, super homogeneous メソポーラスシリカ中の単pure fluid について, differential heat Measurement of the solidification point of the measuring instrument, solidification point in the pores, equilibrium phase pressure, equilibrium phase pressure, very high pressure, very high pressure. The result of the MINUSMA is in line with the knowledge of Mizuno. Above, the characteristics of the freezing point movement and the geometry are specific, and the condensation phenomenon is We succeeded in establishing the basis of quantitative analysis using the method of determining the pore diameter and geometric properties of the specific pores and geometric properties.

项目成果

Minoru Miyahara et al.: "Mdecular Dynamics Study on Condensation in Cylindrical Nano-pores" Fundamentals of Adscription B,Elsevier. 249-254 (1998)

Minoru Miyahara 等人：“圆柱形纳米孔中冷凝的分子动力学研究”Adscription B 的基础，Elsevier。