2014 Fiscal Year Annual Research Report
細孔壁原子ラフネスの合理的同定法開発と統合的ナノ空間評価への展開
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24360318
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
宮原 稔 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60200200)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 秀樹 京都大学, 工学研究科, 講師 (80376368)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 吸着 / 細孔壁ラフネス / 細孔壁原子密度分布 / 分子シミュレーション / 極低温TPD-MS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は長年，分子シミュレーションと実験測定の双方を活用し，細孔径に代表されるナノ空間の特性評価手法をミクロな視点から構築し，ナノ多孔体を用いる諸操作論の基礎固めに尽力してきたが，本研究では特に，これまで見過ごされてきた感のある，細孔内表面を構成する原子が生み出すラフネスに着目した。すでにH24年度までに，均質ナノ多孔体を題材に，原子ラフネスを取り込んだ分子シミュレーション系を構築し，吸着・凝縮挙動に顕著な影響を与え得ることを明らかとしたが，モデルに設定すべきラフネスの指導原理については任意性が残されていた。そこで，本研究では極低温He物理吸着TPD-MS測定を計算科学と併用することで，合理的なラフネス同定法を構築し，表面と空間という，統合的なナノ空間の特性評価手法に結実させることを目指した。本TPD-MS装置は，物理吸着系への極低温環境（～4 K）の導入によって，吸着力の弱いHe原子に対しても，その物理吸着エネルギーが相対的に熱エネルギーをはるかに凌駕するような状態を創出することで，昇温脱離法を適用可能とする着想に基づくものである。当該研究では，MCM-41やSBA-15の小角X線回折データの解析によって得られた電子密度分布を用いたAtomistic modelの構築を行った。そして，細孔壁ラフネスを適切にモデルに組み込むことで，その表面吸着・毛管凝縮現象を分子シミュレーションにより正確に再現することに成功した。さらに，以上の検討によって得られた構造モデルが持つ吸着エネルギー分布の評価結果と，極低温He物理吸着TPD-MS測定による実験結果との比較検討を行い，合理的なラフネス同定法を構築した。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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