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水および氷の相転移に関する理論的研究

水和冰的相变理论研究

基本信息

批准号：
01F00706
负责人：
田中秀樹
金额：
$ 1.41万
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：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2003
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01F00706/
关键词：
水氷アモルファス氷相転移

项目摘要

分子動力学シミュレーションに基づく最近の研究から、疎水性表面間に拘束された水が液体状態からアモルファス固体へと相転移することが明らかにした。この相転移は固体相が結晶ではなくアモルファス状態であるにも拘わらず、密度、エンタルピー、拡散係数などに不連続性を伴う一次相転移である。すなわち、一般のガラス転移とは異なる「二つの無秩序相間の一次相転移」(Polyamorphic phase transition)が特殊な条件下で発見された。氷VIIのアモルファス化に関する理論的研究を行った。幾つかの水分子間相互作用を記述するポテンシャルモデルについて、氷VIIの膨張と昇温によるアモルファス化についての相挙動を調べた。3点電荷モデルであるTIP4Pポテンシャルではアモルファス化の温度・圧力が実験と比較して著しく低いことが分かった。4点電荷モデルのTIP5Pでは、相挙動は実験を比較的再現することが確かめられた。同じ4点電荷モデルであるBNSではアモルファス化は全く認められなかった。これらの中で膨張過程におけるアモルファス化の機構について詳細に検討した。実験からは昇温過程でLDA(低密度アモルファス氷)が生成することが予想され、また、それが今回確認された。LDAはポテンシャル面の構造からは非常に生成し難いと考えられるが、過冷却状態を経ることなくLDAが生じたことは、LDAとHDA(高密度アモルファス氷)の差異を明らかにする上でも、非常に興味深い。

Recent studies in molecular dynamics show that water is bound to a solid phase. This phase shift is accompanied by a first phase shift in the solid phase and a second phase shift in the solid phase. "Polyamorphic phase transition"(Polymorphic phase transition) can be found under special conditions. A study on the theory of chemical engineering was conducted. The interaction between water molecules is described in detail, and the expansion and temperature rise of water molecules are regulated. 3. Point Charge: Tip4P: Temperature: Pressure: Pressure 4. Point Charge: TIP5P: Reverse, Phase Shift: Reverse, Comparison: Reproduction: True The same 4-point charge is not allowed. This is a detailed review of the process of expansion and transformation. The LDA(low density) is generated during the heating process. The structure of LDA and HDA surfaces is very difficult to generate and very interesting.