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極端条件下の水の構造とダイナミクス

极端条件下水的结构和动力学

基本信息

批准号：
13J07704
负责人：
樋本和大
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

(1)高圧下の氷の新しい準安定相の発見加圧のシミュレーション計算により、水が氷VIIへと相転移する過程を調べ、結晶化の途中で新しいタイプの準安定相が出現することをつきとめた。この氷の結晶化プロセスを調べたところ、はじめに系のいたるところで新しい氷の結晶核が出現し、それが成長して系を埋め尽くして多結晶体となり、その結晶粒界において氷VIIの結晶核が生じ、成長して最終的に氷VIIへと変化することがわかった。この準安定氷の回転運動を調べると、結晶格子点の場所によって回転しやすい部分と回転しにくい部分があることが認められた。以上の解析から、この新しい氷が『部分的』プラスチック相であると結論づけた。これまでに知られているすべての氷の結晶多形は、いずれもアイスルール(1分子あたり4本の水素結合)に支配されていた。一方、超高圧では、パッキングのみで構造が決まるFCCプラスチック相の存在がシミュレーションで予言されている。今回の氷は、それらのいずれとも異なる、ひとつの結晶構造の中でパッキングと水素結合が競合する初めての例である。本研究は、今後続く水の結晶化プロセスと高圧における氷の結晶構造の探索研究に、新しい手がかりと可能性を提供するものと期待される。(2)高圧下の水の臨界現象我々は昨年度、高圧下でプラスチック氷と氷VIIの間の相転移において、臨界現象が観測されることを示した。そこではLandauの現象論などにより三重臨界点の存在を明らかにした。この現象に対し、我々はIsingモデルによる解釈を試みた。その結果、高圧での水の臨界現象が、Spin-1 Blume-Capelモデルとよばれる、3次元Isingモデルと同一のユニバーサリティクラスに属することが明らかとなった。

(1)Under high pressure, the new quasi-stable phase appears in the process of phase shift and crystallization. The crystallization of the crystal particles is regulated by the crystal nucleus, and the crystal nucleus of the crystal particles is generated, and the crystal nucleus of the crystal particles is grown. The quasi-stable motion of the crystal lattice is not stable. The above analysis is new, and the conclusion is incomplete. This is the first time that a single molecule of water has been incorporated into a single crystal. The existence of a single, super-high-voltage, single-phase structure is determined by the FCC. In the present case, the crystal structure is composed of two parts: one part is composed of two parts, the other part is composed of two parts. This study is expected to provide new possibilities for the exploration and study of crystal structures in the future. (2)The critical phenomenon of water under high pressure is different from that under high pressure. On the Phenomenon of Landau and the Existence of Triple Critical Point This phenomenon is not easy to solve. The result is that the critical phenomenon of water under high pressure, Spin-1 Blume-Capel, and 3-D Isingle belong to the same category.