Structure and Glass Transition of Liquids of Globular Aggregates

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Synergy of Fluctuation and Structure:Foundation of Universal Laws in Nonequilibrium Systems
• Project/Area Number: 16H00794
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 齋藤 一弥 筑波大学, 数理物質系, 教授 (30195979)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: ガラス転移 / 球状粒子

Outline of Annual Research Achievements

ジシクロヘキシルメタノール（DCHM）とトリシクロヘキシルメタノール（TCHM）はいずれも容易に液体急冷ガラスとなることがわかっている．これらがガラス転移を起こす温度ではそれぞれ4量体，2量体という擬球形会合体を形成することを，我々は既に報告している．そこで，大きさの異なる球形粒子の混合系が計算機実験で広く対象とされていることを念頭に，DCHM/TCHM混合液体のガラス転移挙動を調べた．赤外吸収スペクトルの組成依存性，1:1混合物の熱容量の絶対値測定を実施した．これらの結果は，混合試料においても，同種分子の会合体が優先的に形成されていると考えて不自然で無いことを示した．示差走査熱量測定（DSC)と誘電率の温度・周波数依存性の測定により，ガラス転移温度と誘電分散を支配する見かけの活性化エネルギーの組成依存性を調べたところ，全組成範囲で液体は容易にガラス状態とする事ができた．しかし，ガラス転移温度などの組成依存性は単純で無かった．これは分子の運動性に組成が大きな影響を与えていることを示しており，ソフトなポテンシャルで相互作用する球形粒子のシミュレーションでは，粒径の異なる混合系とすることが結晶化を阻害してガラス状態を得るのに必須とされているのと良く整合した結果である．今後，実験を追加することにより，DCHM/TCHM混合系がモデル系としてどの程度の意味を持つかを見極めることができると考えられる．DCHM，TCHMとも市販されている物質であることから，ガラス転移の実験研究にとって重要な系となることが期待できる．

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。