Clarification of the mechanisms of surface melting and surface freezing in n-alkane thin films by large-scale molecular simulation

通过大规模分子模拟阐明正烷烃薄膜的表面熔化和表面冻结机制

• 批准号: 22540419
• 负责人: FUJIWARA Susumu
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kyoto Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22540419/
• 关键词: 高分子構造・物性; 表面・界面物性; 計算物理; 可視化

It is well known that n-alkanes exhibit surface freezing, where a solid monolayer forms at the surface of an isotropic liquid above its bulk melting temperature. This is a distinct contrast to a surface-melting phenomenon in the low-molecular substance. In this study, we investigated the melting processes of n-alkane thin films by molecular dynamics simulations. In the case of n-nonane, it is found that melting occurs from the surface, which indicates that n-nonane exhibits surface melting. In the case of n-nonadecane, on the other hand, we find a temperature range where the middle layer is in the molten states and both surface layers remain in the crystalline state (surface frozen state).

众所周知，正构烷烃表现为表面冻结，在高于其整体熔融温度的各向同性液体的表面形成固体单分子层。这与低分子物质中的表面熔化现象形成了鲜明的对比。在本研究中，我们用分子动力学模拟方法研究了正构烷烃薄膜的熔融过程。在正庚烷的情况下，发现熔融是从表面开始的，这表明正庚烷表现出表面熔融。另一方面，在正十一烷的情况下，我们发现了一个温度范围，在该温度范围内，中间层处于熔融态，而两个表面层保持在结晶态(表面冻结状态)。

项目成果

Effect of Block Length Ratio on Folded Structures of a Single Flexible-Semiflexible Diblock Copolymer: A Brownian Dynamics Study

嵌段长度比对单一柔性-半柔性二嵌段共聚物折叠结构的影响：布朗动力学研究

• 发表时间: 2012
• 作者: S. Fujiwara;Y. Kurosawa;T. Itoh;M. Hashimoto and K. Yoshikawa
• 通讯作者: M. Hashimoto and K. Yoshikawa

デンドリマー/線状高分子電解質複合体化の分子動力学シミュレーション

树枝状聚合物/线性聚电解质络合的分子动力学模拟

• 发表时间: 2012
• 作者: 數野 輝;藤原 進;伊藤 孝;橋本 雅人
• 通讯作者: 橋本 雅人

双頭型両親媒性分子の相挙動:粗視化分子動力学シミュレーション

双头两亲分子的相行为：粗粒分子动力学模拟

• 发表时间: 2011
• 作者: 宮田 匠;藤原 進;伊藤 孝;橋本 雅人
• 通讯作者: 橋本 雅人

両親媒性溶液中におけるミセル形成とミセル形状変化の分子動力学シミュレーション

两亲溶液中胶束形成和胶束形状变化的分子动力学模拟

• 发表时间: 2011
• 作者: 藤原 進;橋本 雅人;伊藤 孝
• 通讯作者: 伊藤 孝

単一屈曲-半屈曲ジブロックコポリマー鎖の折り畳み転移に関するブラウン動力学シミュレーション

单弯曲-半弯曲二嵌段共聚物链折叠转变的布朗动力学模拟

• 发表时间: 2011
• 作者: 黒澤 勇作;藤原 進;伊藤 孝;橋本 雅人;吉川 研一
• 通讯作者: 吉川 研一