簡単なファンデアワールス分子気体のガラス化の試み

尝试玻璃化简单的范德华分子气体

• 批准号: 20654039
• 负责人: 小國 正晴
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20654039/
• 关键词: 化学物理; 物化実験; 分子性固体; 低温物性; 熱力学

極端に簡単なファンデアワールス分子においてガラス状態を実現し,その構造や性質を解明することはガラス状態,ガラス転移の本質に迫る上で非常に重要であり,多くの科学者が描く夢の一つである。本研究では,窒素等の簡単な分子を数nmの細孔内に閉じ込め,まずガラス状態を実現し,ガラス転移の熱的性質を実験的に解明することの方途を探ることを目的とした。まずは細孔剤の合成を進めた。一般に細孔径の均一なものが作り易いシリカMCM-41を取り上げ,細孔直径1〜4nmの合成に成功したが,それ以上では難しかった。クライオスタットとして,最初に冷凍機内蔵型のものを用いて気体分子の凝縮を試みた。試料導入管を通して外部から熱が入るために,また冷凍機の振動のために,試料容器の温度としては20Kを達成するのが限界であった。窒素およびキセノンをそれぞれの液体温度領域で試料容器内に導入し,温度を下げた後に熱測定を行った。直径が2nm以上では冷却時に結晶化するのが観測された。直径が1nmの場合には結晶化と融解の挙動は見られなかったが,ガラス化の現象も見られず,液体のままにあるか,あるいは細孔壁構造に支配された固体状態にあるかは結論できなかった。より低温を安定に実現することが必要である。現在は,液体窒素と液体ヘリウムを寒剤とするクライオスタットを利用し,試料導入管を設置することに努めている。1nmから2nmの細孔直径をもち,その細孔分布が極めて小さい細孔剤MCM-41の作り分けも重要になる。本研究から,これらの改善により,窒素やキセノンの細孔内ガラス化挙動の熱的解明が可能になることが見いだされたものと結論される。

Extreme に Jane 単 な フ ァ ン デ ア ワ ー ル ス molecular に お い て ガ ラ ス state を be し, そ の tectonic nature や を interpret す る こ と は ガ ラ ス state, ガ ラ ス planning move の nature forced に る で very important で に あ り, more く の science が tracing く dream の a つ で あ る. This study で は, smothering element such as の Jane 単 な molecular を several nm の に within the pores close じ 込 め, ま ず ガ ラ ス state を be し, ガ ラ ス planning move の thermal properties を be 験 of に interpret す る こ と の party way を agent る こ と を purpose と し た. Youdaoplaceholder0 まず fine-pore まず synthesizes を into めた. General に aperture の な uniform も の が changes り い シ リ カ MCM - 41 を take り げ, pore diameter of 1 ~ 4 nm の synthetic に successful し た が, そ れ above で は difficult し か っ た. Youdaoplaceholder0 ラ <s:1> スタットと スタットと て て, initially, the <s:1> <s:1> を を を in the に freezer was tested by <s:1> て gas molecules for <s:1> condensation を. Sample import tube を tong し て external か ら hot が into る た め に, ま た refrigerator の vibration の た め に, sample container の temperature と し て は を reach 20 k す る の が limit で あ っ た. Smothering element お よ び キ セ ノ ン を そ れ ぞ れ の で liquid temperature field sample container に import し, under temperature を げ た に after thermal measurement line を っ た. For diameters of が2nm or more, で で will crystallize during cooling, する will be measured at が観. 1 nm in diameter が の occasions に は crystallization と melting の 挙 dynamic は see ら れ な か っ た が, ガ ラ ス change の phenomenon も see ら れ ず, liquid の ま ま に あ る か, あ る い は pore wall structure に dominate さ れ た solid state に あ る か は conclusion で き な か っ た. Youdaoplaceholder0 low temperature を stability に occurrence する とが とが necessary である. Now は, liquid smothering element と ヘ リ ウ ム を cold tonic と す る ク ラ イ オ ス タ ッ ト を using し, sample import tube を setup す る こ と に Mr め て い る. 1 nm か ら 2 nm の pore diameter を も ち, そ の fine pore distribution が め て small さ い pores tonic MCM - 41 の り parts け も important に な る. This study か ら, こ れ ら の improve に よ り, smothering element や キ セ ノ ン の fine hole ガ ラ ス 挙 move の heat of interpret が may に な る こ と が see い だ さ れ た も の と conclusion さ れ る.