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ソフトな界面における一次および連続濡れ転移の発現機構の解明

Publicly Offered Research

Project AreaCreation of non-equilibrium soft matter physics: Structure and dynamics of mesoscopic systems
Project/Area Number 21015021
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

甲賀 研一郎  岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (10315020)

Project Period (FY) 2009 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Keywords濡れ転移 / ソフト界面 / 連続転移 / 一次転移 / 密度汎関数モデル / 液体 / 相転移 / 水 / 界面張力 / 吸着 / 氷
Research Abstract

1.前年度比引き続き,濡れ転移の微視的モデルである平均場密度汎関数モデルの研究を行った。これに対応する現実系は,炭化水素(液体)とその蒸気の界面をエタノール(液体)が濡らすようなものである。このような系は,炭化水素の種類により,一次濡れ転移と連続濡れ転移を示すが,濡れ転移の挙動を左右する因子については明らかになっていない。われわれのモデルは二つの熱力学的変数a,bをもつ。bは温度,圧力,化学ポテンシャル,あるいはそれらの組み合わせに対応する熱力学的場の変数であり,aは成分1と成分2の密度ブロファイルの減衰長の比ξ1/ξ2を表す。この2変数平面上における濡れ転移の相図を明らかにした。変数aが濡れ転移の次数を決定する因子であることを示し,さらにこれまで提案されてきた固体表面の濡れ転移,超伝導の濡れ転移,磁性体の濡れ転移のモデルとの関連を明らかにすることができた。
2.濡れ転移が連続転移として起こるための必要条件を解析的に示すことに成功した。これは上のモデルに関して,2成分密度ρ1,ρ2平面における濡れ軌道と非濡れ軌道を界面を濡らす相の密度近傍で解析的に求め,それらが連続転移で相似であることを要求することにより得られた結果である。他の濡れ転移のモデル系および現実系における濡れ挙動を判定するための必要条件へと拡張することが今後の課題である。

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2011 2010 2009 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (7 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Hydrophobicity in Lennard-Jones Solutions2011

    • Author(s)
      M.Ishizaki, H.Tanaka, K.Koga
    • Journal Title

      Phys.Chem.Chem.Phys.

      Volume: 13 Pages: 2328-2334

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  • [Journal Article] Novel neon-hydrate of cubic ice structure2010

    • Author(s)
      L.Hakim, K.Koga, H.Tanaka
    • Journal Title

      Physica A

      Volume: 389 Pages: 1834-1838

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  • [Journal Article] First- and Second-order wetting transitions at liquid-vapor interfaces2010

    • Author(s)
      K.Koga, J.O.Indekeu, B.Widom
    • Journal Title

      Faraday Discussions

      Volume: 146 Pages: 217-222

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  • [Journal Article] Thermodynamic stability of hydrogen hydrates of ice lc and II structures2010

    • Author(s)
      L.Hakim, K.Koga, H.Tanaka
    • Journal Title

      Phys.Rev.B

      Volume: 82

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  • [Journal Article] Infinite-order transitions in density-functional models of wetting2010

    • Author(s)
      K.Koga, J.O.Indekeu, B.Widom
    • Journal Title

      Phys.Rev.Lett. 104

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  • [Journal Article] Phase behavior of different forms of ice filled with hydrogen molecules2010

    • Author(s)
      I.Hakim, K.Koga, H.Tanaka
    • Journal Title

      Phys.Rev.Lett. 104

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  • [Journal Article] Augmented stability of hydrogen clathrate hydrates by weakly polar molecules2009

    • Author(s)
      T.Nakayama, K.Koga, H.Tanaka
    • Journal Title

      J.Chem.Phys. 131

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  • [Presentation] 疎水性水和と溶媒誘起相互作用2011

    • Author(s)
      甲賀研一郎
    • Organizer
      特定領域「ソフトマター物理」領域研究会
    • Place of Presentation
      東京大学(本郷)
    • Year and Date
      2011-01-06
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  • [Presentation] 疎水性水和の特殊性と一般性2010

    • Author(s)
      甲賀研一郎
    • Organizer
      理研シンポジウムRIKEN Symposium動的水和構造と分子過程IV
    • Place of Presentation
      理化学研究所(和光市)
    • Year and Date
      2010-12-01
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  • [Presentation] First, second, and higer-order wetting transitions at fluid interfaces2010

    • Author(s)
      K.Koga
    • Organizer
      11th Granada^* Seminar on Computational and Statistical Physics
    • Place of Presentation
      Granada, Spain
    • Year and Date
      2010-09-17
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  • [Presentation] 定圧及び定積条件でみた溶媒和熱力学量とその意味2010

    • Author(s)
      甲賀研一郎
    • Organizer
      新学術領域研究 水を主役としたATPエネルギー変換 共溶媒効果に関する勉強会
    • Place of Presentation
      九州大学(箱崎)
    • Year and Date
      2010-06-27
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  • [Presentation] 定圧過程と定積過程でみた疎水効果(疎溶媒効果)2010

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      甲賀研一郎
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2010-03-22
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  • [Presentation] 疎水環境下における水の構造・相転移・ダイナミクス2009

    • Author(s)
      甲賀研一郎
    • Organizer
      実在系の分子理論 研究交流会
    • Place of Presentation
      金沢文化ホール
    • Year and Date
      2009-09-04
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  • [Presentation] 連続濡れ転移の特長と条件2009

    • Author(s)
      甲賀研一郎
    • Organizer
      ソフトマター物理第4回領域研究会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2009-07-01
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://phys.chem.okayama-u.ac.jp/

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Published: 2009-04-01   Modified: 2018-03-28  

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