非整数次元表面のフラクタル解析

本研究の実験上における最大の目標である極低温(4.2K)He吸着装置を立上げた。He吸着装置はステンレス製,高分解能圧力トランスジュ-サ-,微小吸着吸着量計測システムからなり、一回の液体He供給により8時間の連続測定が可能である。更にXe等の温度制御システムの開発は遅れているが,液体窒素温度における精密N2吸着等温線ならびに303Kにおける有機蒸気吸着等温線の測定を行いえた。試料には新素材として脚光を集めている活性炭素繊維を用いた。分子サイズの異なる各分子吸着等温線のBET解析により、単分子吸着容量mを求め,分子断面積σとのフラクタル関係成立を調べた。これによると,logm ∞ (D/2) logσ(1)(1)式が成立しており,フラクタル次元を決定できた。活性炭素繊維のフラクタル次元は3に近い非整数次元であり,活性炭素繊維の種類により差異がみられた。更に表面に鉄酸化物を高分散化処理するとフラクタル次元が変化し,フラクタル次元解析がミクロポ-ラス系固体にも有効な事が示された。一方,He吸着は活性炭素繊維系においては,分子ふるい効果が著しくあらわれ,ミクロ孔表面のフラクタル解析には、更に検討が必要である。ただし,分子ふるい効果は広義のフラクタルに含まれるものであり,今後定量的解析が行えよう。また,He吸着は7A°以下のウルトラミクロ孔の解析に極めて有効な事が示された。以上の実績は3編の論文として既に発表され,今後更に実績が積まれてこよう。

本研究の実験上における最大の目標である極低温(4.2K)He吸着装置を立上げた。He吸着装置はステンレス製,高分解能圧力トランスジュ-サ-,微小吸着吸着量計測システムからなり、一回の液体He供給により8時間の連続測定が可能である。更にXe等の温度制御システムの開発は遅れているが,液体窒素温度における精密N2吸着等温線ならびに303Kにおける有機蒸気吸着等温線の測定を行いえた。試料には新素材として脚光を集めている活性炭素繊維を用いた。分子サイズの異なる各分子吸着等温線のBET解析により、単分子吸着容量mを求め,分子断面積σとのフラクタル関係成立を調べた。これによると,logm ∞ (D/2) logσ(1)(1)式が成立しており,フラクタル次元を決定できた。活性炭素繊維のフラクタル次元は3に近い非整数次元であり,活性炭素繊維の種類により差異がみられた。更に表面に鉄酸化物を高分散化処理するとフラクタル次元が変化し,フラクタル次元解析がミクロポ-ラス系固体にも有効な事が示された。一方,He吸着は活性炭素繊維系においては,分子ふるい効果が著しくあらわれ,ミクロ孔表面のフラクタル解析には、更に検討が必要である。ただし,分子ふるい効果は広義のフラクタルに含まれるものであり,今後定量的解析が行えよう。また,He吸着は7A°以下のウルトラミクロ孔の解析に極めて有効な事が示された。以上の実績は3編の論文として既に発表され,今後更に実績が積まれてこよう。