メソ多孔体を用いた分子性液体の構造とその緩和機構の解明

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09740418
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 花屋 実 東京工業大学, 理学部, 助手 (50228516)
• Keywords: 分子性液体 / 構造緩和 / メソ多孔体 / クラスター / 結晶核 / 交流誘電率 / 固体NMR / DSC

Research Abstract

本研究では、複雑な緩和挙動を示す分子性液体の構造とその緩和機構の解明を目的とし、メソ多孔体の与える細孔を利用して構造緩和挙動を液体粒径の関数として明らかにするべく研究を進めている。今年度は、このために異なる細孔径を有する多孔質シリカガラスを合成し、窒素ガスの等温吸着による評価を行っている。また、現有の交流誘電率測定装置に拡張を施し、10〜400Kの温度範囲,10mHz〜1GHzの周波数領域での測定を可能とした。そして、トリフェニルエチレンの過冷却液体について交流誘電率の測定を行い、この物質が緩和時間が強い非アレニウス性を示すフランジル液体であることを明らかにした。さらに、細孔中での分子の静的,動的構造について有用な知見を与えることが期待される固体NMR測定において、通常のMAS法では高分解能化が不可能な核四極子相互作用を有する核種に対する多量子励起二次元法の開発を行い、これを層状シリケート化合物に適用し、細孔中のNa^+の配位構造とその動的性質を明らかにした。また、ガラス転移温度領域の低温で巨視的結晶化が見出されたοーターフェニルについて、その核生成主導結晶化測度の理論計算による再現と結晶粒径の見積りを試み、核生成速度が液体のα-構造緩和過程ではなくβ-緩和過程によって支配されていること、また、結晶粒径は50nm程度であり液体中のクラスターサイズがこれよりも小さいことを明らかにした。現在は、οーターフェニルを導入した多孔質ガラスについて、DSCを用いたガラス転移温度また核生成主導結晶化に対する液体粒径効果を追跡しており、この結果に基づいてクラスターおよび結晶臨界核のサイズついて解析を進めている。今後は、οーターフェニル,ザロールを導入した試料に対して広周波数帯域交流誘電率および^<17>O多量子励起二次元NMRの測定を行い、構造緩和時間の粒径依存性とそこでの液体の微視的構造の解明を計画している。

Research Products

• [Publications] T.Hikima: "Numerical and Morphological Approach to the Mechanism of Homogeneous-Nucleati Based Crystallization in ο-Terphenyl" J.Non-Cryst.Solids. (in press).
• [Publications] M.Hanaya: "Two-Dimensional ^<23>Na MQ MAS NMR Study of Layered Silicates" J.Mater.Chem.(in press).
• [Publications] M.Hanaya: "Optimization of Two-Dimensional Multiple-Quantum MAS NMR Experiments for I=3 Nuclei on a Moderate-Field Spectrometer" J.Phys.Chem.A101. 6903-6910 (1997)