Unified interpretation of dynamic susceptibilities of hydrogen-bond liquids through fundamental elucidation of their dynamic elementary processes and memory effects

• Project/Area Number: 24K01432
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 32010:Fundamental physical chemistry-related
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 佐藤 高彰 信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (20373029)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 城田 秀明 千葉大学, 大学院理学研究院, 教授 (00292780)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000); Fiscal Year 2027: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2026: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2025: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2024: ¥14,560,000 (Direct Cost: ¥11,200,000、Indirect Cost: ¥3,360,000)
• Keywords: 液体の動的素過程 / 水素結合液体 / 分極揺らぎ / 分極率揺らぎ / 記憶効果

Outline of Research at the Start

揺動散逸定理によれば，ブラウン粒子が溶媒分子より十分に大きければ，溶媒分子のミクロな運動の記憶は失われ，粒子の運動は古典ブラウン運動とみなせる。一方，純液体や溶液中の溶質分子の運動は，溶媒分子のミクロな運動の詳細に強く依存するはずである。しかし，水の誘電スペクトルは，50GHz以下の領域では単一Debye緩和関数に従うマルコフ性を示し，ミクロ運動の記憶は完全に失われているかに見える。本研究では，液体中の分子が感じるミクロな摩擦力の時間発展を捉える分光学的方法論を構築し，液体のミクロな分子運動が，マクロな緩和現象に波及するメカニズムを解明する。これにより，溶液の物理化学に関する新基盤を確立する。