Medium-range order in liquid and its relationship to the glass transition
| Project/Area Number |
19K03763
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 13040:Biophysics, chemical physics and soft matter physics-related
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology (2023)
The University of Tokyo (2019-2022) |
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Principal Investigator |
小林 美加 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 特任講師 (00610867)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 液体 / 液体・ガラス転移 / 中距離秩序 / エイジング / 熱測定 / ガラス / 中距離構造 / 動的不均一性 / 原子間力顕微鏡 |
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| Outline of Research at the Start |
液体・ガラス転移では、温度の低下とともに、緩和時間などの動的性質が10桁近く増大する。この動的性質のスローイングダウンの背景には動的不均一性が関係し、これには構造の空間不均一性をともなうことが数値計算などから示唆されているが、現実の系では未だ観測されていない。本研究では、本当にこうした秩序が存在するかどうかという問題について正面から取り組み、液体の中距離秩序の実験的検出を試みる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ガラス形成物質において、ガラス転移温度以下で、系の特徴的時間スケールが発散するか、それとも、有限の値に収束するかの議論が続いているが、低温での時間スケールの増大にともない、実験的に直接観測することが難しくなるため、未だ決着していない。
本研究では、ガラス状態にある系の平衡化過程を、熱測定を用いて観測した。示差走査熱量測定法で得られるガラス転移曲線に現れるエンタルピー緩和のピークは、ガラス転移温度以下の温度で一定時間保持するアニール時間を増やすとともに成長することが知られている。示差走査熱量測定ではエンタルピーを観測しているため、このピークは、ガラス状態の平衡化過程、すなわち、エイジング過程を反映したものとなる。そこで、このピークのアニール時間依存性を観測することで、エイジングキネティクスを評価することができる。ところが、本手法においても、ガラス転移温度以下の低温では、系の時間スケールが長くなるため、実験的に観測できる時間スケールを超えてしまい、平衡化の全過程を観測することができなくなる。このため、観測限界を超える低温での時間スケールの温度依存性を議論することは極めて困難であった。
そこで、低温での時間変化を新しい視点で解析したところ、緩和時間の取り得る範囲を決めることに成功した。その結果、低温での時間スケールの発散は起こらないことを示唆することがわかった。前年度に引き続き、解析の数値的取り扱いについての検討を行い、解析の妥当性と適用範囲について検討を行い、論文作成の準備を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
解析の改良を行い、論文執筆を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
論文を完成させた後、投稿予定である。
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Report
(5 results)
Research Products
(13 results)
