课题基金 / 基金详情

水および氷の相転移に関する理論的研究

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
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
项目状态：
已结题
起止时间：
2001 至 2003
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

项目成果

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中文摘要
翻译
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。
英文摘要
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。
期刊论文(9)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
Jan Slovak: "On accuracy of wertheim's thermodynamic perturbation theory for primitive models of water"Molecular Physics. 101(6). 789-798 (2003)
Jan Slovak：“关于水原始模型的沃特海姆热力学微扰理论的准确性”分子物理学。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
Jan Slovak: "Computer Simulation and Thermodynamics of Bilayer Ice."Physica A. 319. 163-174 (2003)
Jan Slovak：“双层冰的计算机模拟和热力学。”Physica A. 319. 163-174 (2003)
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
Jan Slovak: "Adsorption of fluids of pseudo-hard bodies and EPM5 water on solid surface : density functional theory"Molecular Physics. 101(8). 1171-1181 (2003)
Jan Slovak：“拟硬体流体和 EPM5 水在固体表面上的吸附：密度泛函理论”分子物理学。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
Hideki Tanaka: "Pressure-induced amorphization of clathrate hydrates"Mol. Phys.. 100. 2183-2188 (2002)
Hideki Tanaka：“压力诱导的笼形水合物非晶化”Mol。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
共 9 条
    月面資源回収プロセス開発を指向した量子性ガス吸着技術の基盤構築
    • 批准号：
      24K01525
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    • 资助金额：
      $11.81万
    • 财政年份：
      2024
    • 负责人：
      田中 秀樹
    • 依托单位：
      Shinshu University
    The Role of the Human Resources Department at Headquarters in Talent Management in Japanese Companies and Its Impact on Employee Careers
    • 批准号：
      22K01691
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    • 资助金额：
      $2.66万
    • 财政年份：
      2022
    • 负责人：
      田中 秀樹
    • 依托单位：
      Doshisha University
    Development and application of nanocarbons confined in zeolites
    • 批准号：
      21H01761
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    • 资助金额：
      $11.4万
    • 财政年份：
      2021
    • 负责人：
      田中 秀樹
    • 依托单位：
      Shinshu University
    形状、粒径、物性に多様性を持った貴金属ライクな純銅ナノ粒子の触媒への応用
    • 批准号：
      19K05187
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    • 资助金额：
      $2.83万
    • 财政年份：
      2019
    • 负责人：
      田中 秀樹
    • 依托单位：
      Chuo University
    海外基金