分子動力学法による電解質水溶液への水蒸気吸収過程に関する研究

分子动力学方法研究电解质水溶液吸收水蒸气过程

• 批准号: 11750154
• 负责人: 大宮司 啓文
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 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: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750154/
• 关键词: 吸着; 吸収; 気液界面; 電解質水溶液; ノーマルアルコール; 界面活性剤; 分子動力学

電解質水溶液表面に界面活性剤が吸着していると、水蒸気吸収の際に界面攪乱が発生し、水蒸気吸収量が飛躍的に増加する現象がある。マクロスケールでは一般に表面張力駆動流(マランゴニ効果)と説明されるが、どのような物質が効果的に界面攪乱を引き起こすか、あるいは攪乱に繋がる「揺らぎ」がどのようなメカニズムで発生するか等を明らかにするためには、分子スケールでの吸着の描像を明らかにすることが重要である。本研究においては、水に吸着するノーマルアルコールについて、炭化水素鎖の長さ、アルコール濃度、イオン濃度をパラメータとして分子動力学シミュレーションを行った。分子の詳細なモデルよりも分子集団としての性質に重要な特徴があると考え、分子モデルの決定よりも大規模分子集団の計算に重点を置いた。分子シミュレーションは、直接に分子スケールの実験結果と比較検討する役割だけでなく、マクロな系とどのような繋がりがあるかを明らかにする役割もある。様々な条件における平衡系での計算結果を熱力学的視点から考察することにより、どのような条件においてノーマルアルコールが水面上に不均一な分布を作り、攪乱へと成長していく可能性があるかを明らかにした。また、イオンの存在が吸着の構造的・動的性質に与える影響について明らかにした。大型計算機の発達により計算機上で不均一・非等方系の計算を行うこと、あるいは非平衡の計算を行うことは可能になりつつあるが、そこから定量的に意味のある結論を導き出すことは未だ困難である。大型計算機に適した計算コードの開発とともに計算結果の解析手法の開発も同時に行う必要があり、本研究においてはその一例を示すことができた。

The phenomenon of adsorption of interfacial active agent on the surface of electrolyte aqueous solution, generation of interfacial disturbance during water vapor adsorption, and increase of water vapor adsorption amount has been observed. General surface tension flow ( In this study, the molecular dynamics model was developed for the determination of carbon, water sorption, carbon and hydrogen concentrations. The important characteristics of molecular detail and molecular properties are discussed in detail. The key points of molecular determination and calculation of large-scale molecular groups are set. The results of molecular analysis and comparison are as follows: The calculation results of the equilibrium system are investigated from the viewpoint of thermodynamics. The nature of the structure of the adsorption and the influence of the adsorption on the structure of the adsorption are discussed. The development of large computers is not uniform on computers. The calculation of non-square systems is difficult. The calculation of non-equilibrium is possible. The conclusion is difficult. The development and analysis of computing results for large computers are necessary. An example of this study is presented.

项目成果

Hirofumi Daiguji: "Molecular dynamics study of surfactants adsorbed on a water surface"Proceedings of the Heat Transfer and Transport Phenomena in Microscale held at the Banff Centre for Conferences, Banff, Canada Gian Piero Celataed, Book No.1-56700-150-

Hirofumi Daiguji：“吸附在水面上的表面活性剂的分子动力学研究”在加拿大班夫班夫会议中心举行的微尺度传热和传输现象论文集 Gian Piero Celataed，书号 1-56700-150-

Hirofumi Daiguji: "Molecular dynamics study of the liquid-vapor interface of lithium bromide aqueous solutions"Heat and Mass Transfer. 35. 213-218 (1999)

Hirofumi Daiguji：“溴化锂水溶液液-汽界面的分子动力学研究”传热传质。

Hirofumi Daiguji: "Molecular dynamics study of water vapor absorption into an aqueous electrolyte solution"Microscale Thermophysical Engineering. 3・2. 151-165 (1999)

Hirofumi Daiguji：“水蒸气吸收到电解质水溶液中的分子动力学研究”Microscale Thermophysical Engineering 3・2（1999）。

Hirofumi Daiguji: "An EXAFS (Extend X-ray Absorption Fine Structure) study of aqueous lithium bromide solutions using molecular dynamics"Heat Transfer-Asian Research. 28・6. 513-527 (1999)

Hirofumi Daiguji：“利用分子动力学对溴化锂水溶液进行 EXAFS（扩展 X 射线吸收精细结构）研究”传热亚洲研究 28・6（1999 年）。