溶液中の拡散に対する溶質と溶媒分子の相互作用の効果

1.大きな溶質分子の拡散(溶質の大きさ無限大の極限)最近山口らが開発した理論(J.^~Chem.^~Phys.,123,034504 2005)の木きな溶質の極限を調べた。その極限により、流体力学のストークス近似を溶質粒子の外側で導いた。大きな溶質の極限は、また、溶質粒子の内側に対する方程式も導く。この内側方程式の解析解を求め、溶質粒子の表面における境界条件を導いた。この境界条件は、流体力学を計算するとき、必要になる。導いた境界条件は、ストークス則に使われるスティックやスリップ等の境界条件を特別な場合として含む。スティックやスリップ境界条件に加え、他の境界条件も含まれる。この境界条件は、溶媒の性質で決まる。2.大きな溶質分子の拡散(摂動理論)Stokes Einstein則に、溶媒-溶質の動径分布関数$g(r)$を含めた理論を開発した。Stokes近似により定常の速度場を計算し、Einsteinの関係式から拡散係数を計算する。最終的に拡散係数をずり粘性率、体積粘性率、温度、ボルツマン定数、溶質の半径、動径分布関数で表す事が出来た。3.剛体球ガラスにおける自由エネルギーランドスケープと協調的再配向領域密度汎関数法を使って、3次元剛体球ガラスの自由エネルギーランドスケープ(FEL)を計算した。FELから協調的再配向領域(CRR)にある粒子の数を見積もった。CRRの粒子の数の密度依存性を求め、それを密度のベキの形で表した。CRRの緩和過程から、さらに、計算機シミュレーションで見られているstring motionが、構造緩和の素過程になっている事を見いだした。

1.大きな溶質分子の拡散(溶質の大きさ無限大の極限)最近山口らが開発した理論(J.^~Chem.^~Phys.,123,034504 2005)の木きな溶質の極限を調べた。その極限により、流体力学のストークス近似を溶質粒子の外側で導いた。大きな溶質の極限は、また、溶質粒子の内側に対する方程式も導く。この内側方程式の解析解を求め、溶質粒子の表面における境界条件を導いた。この境界条件は、流体力学を計算するとき、必要になる。導いた境界条件は、ストークス則に使われるスティックやスリップ等の境界条件を特別な場合として含む。スティックやスリップ境界条件に加え、他の境界条件も含まれる。この境界条件は、溶媒の性質で決まる。2.大きな溶質分子の拡散(摂動理論)Stokes Einstein則に、溶媒-溶質の動径分布関数$g(r)$を含めた理論を開発した。Stokes近似により定常の速度場を計算し、Einsteinの関係式から拡散係数を計算する。最終的に拡散係数をずり粘性率、体積粘性率、温度、ボルツマン定数、溶質の半径、動径分布関数で表す事が出来た。3.剛体球ガラスにおける自由エネルギーランドスケープと協調的再配向領域密度汎関数法を使って、3次元剛体球ガラスの自由エネルギーランドスケープ(FEL)を計算した。FELから協調的再配向領域(CRR)にある粒子の数を見積もった。CRRの粒子の数の密度依存性を求め、それを密度のベキの形で表した。CRRの緩和過程から、さらに、計算機シミュレーションで見られているstring motionが、構造緩和の素過程になっている事を見いだした。