2016 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of the scattering mechanism of gas molecules on SAM interfaces and modeling of scattering behavior
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26870813
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| Research Institution | Kochi National College of Technology |
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Principal Investigator |
武内 秀樹 高知工業高等専門学校, ソーシャルデザイン工学科, 准教授 (30435474)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 自己組織化単分子膜 / SAM / 分子動力学 / Gas-Surface Interaction / 適応係数 / 分子気体力学 / 希薄気体 / 境界条件 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
固体表面の状態が系の気体の熱流動特性に大きく影響を与えるマイクロ・ナノスケールの気体流れに対して，自己組織化単分子膜（SAM）界面での気体分子散乱メカニズムを基礎的レベルで明らかにし，運動量・エネルギー輸送過程に与える影響について統一的な知見を得ることを目的として，本年度は，昨年度までに構築したSAM界面でのアルゴン気体分子の散乱解析を分子動力学法に基づいて詳細データの取得を行い, SAM界面におけるアルゴン気体分子反射特性のアルゴン気体分子とSAM分子との分子間ポテンシャルへの影響を明らかにした．分子間ポテンシャルのパラメータ値に関わらず，気体分子の入射エネルギーの増加とともに，吸着確率は減少し，入射エネルギーが小さい場合，入射角の影響は小さく，ほとんどの気体分子の物理吸着が確認された．また，気体分子の入射角が大きいほど，吸着確率は減少しSAM界面からの離脱が容易になることが示唆された．反射分子の散乱角度分布は広い角度分布を持ち，入射角が大きい場合，散乱角のピークは入射角に近くなり，入射エネルギーの減少に伴い，散乱角度の小さな分子の増加が確認された．散乱流束強度分布は入射角が大きく，方位角が小さいとき，葉状分布を形成し，入射角が小さく方位角が大きい場合にコサイン分布に近い分布を有する．また，ある入射角および入射エネルギーに対する接線方向運動量適応係数およびエネルギー適応係数の値を求め，各適応係数の値が，気体分子の入射エネルギーに比べて入射角度に大きく依存することが確かめられた．
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