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ガラス転移における結晶的中距離構造の発達とその役割

研究課題

研究課題/領域番号 16K05510
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
研究機関東京大学

研究代表者

小林 美加  東京大学, 生産技術研究所, 特任助教 (00610867)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード液体 / 液体・液体転移 / ガラス転移 / 熱測定 / ガラス / 中距離構造 / 破壊 / 液体・ガラス転移 / ガラス形成物質 / エイジング / 時間スケール / 亀裂 / 特徴的長さ / 熱膨張係数 / 応力 / 結晶的中距離構造 / 原子間力顕微鏡 / フォースディスタンスカーブ
研究成果の概要

液体の中距離構造が重要な役割を果たすと考えられる液体・液体転移について、これまでのところ、その存在が示唆されている物質は数多くあるものの、反論も多く、その存在が証明された例はほとんどなかった。分子性液体の亜リン酸トリフェニルにおいて観測された第二のアモルファス状態についても、それが液体・液体転移であるかどうか長年論争が続けられてきたが、本研究により、これが液体・液体転移であることを実験的に証明することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで、液体の構造には秩序がなく、単一成分液体の状態は1種類しかないとされてきた。一方、近年、液体が異なる構造をもつ複数の状態間を転移する、液体・液体相転移の存在を示唆する実験結果が報告されていたが、反論も多く、実証された例はほとんどなかった。本研究は、分子性液体において液体・液体転移が現実に存在することを明確に証明した。単一成分液体が複数の状態をとる液体・液体転移の存在は、液体の構造が無秩序であるとする従来の液体の概念を覆すものである。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 6件)

  • [国際共同研究] Universite Lyon 1(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 超高速DSCを用いた液体・液体転移の研究2019

    • 著者名/発表者名
      小林美加、田中肇
    • 雑誌名

      熱測定

      巻: 46 ページ: 175-181

    • NAID

      40022066260

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The reversibility and first-order nature of liquid-liquid transition in a molecular liquid2016

    • 著者名/発表者名
      Mika Kobayashi and Hajime Tanaka
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 7 号: 1 ページ: 13438-13438

    • DOI

      10.1038/ncomms13438

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Experimental Investigation of Aging Kinetics in a Wide Temperature Range2019

    • 著者名/発表者名
      Mika Kobayashi and Hajime Tanaka
    • 学会等名
      Gordon Research Conference - Chemistry and Physics of Liquids
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] How a Liquid Film Return to a Droplet?2018

    • 著者名/発表者名
      Mika Kobayashi and Hajime Tanaka
    • 学会等名
      Juelich Soft Matter Days 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ポリマーブレンドの相分離2018

    • 著者名/発表者名
      小林美加、田中肇
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ガラスの熱応力破壊現象2018

    • 著者名/発表者名
      小林美加、北井賢吾、田中肇
    • 学会等名
      東京大学物性研究所短期研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 撥水表面における高分子膜の挙動2018

    • 著者名/発表者名
      小林美加、田中肇
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 分子ガラスの冷却誘起破壊2018

    • 著者名/発表者名
      北井賢吾、小林美加、田中肇
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Calorimetric study of glass aging2017

    • 著者名/発表者名
      Mika Kobayashi and Hajime Tanaka
    • 学会等名
      International workshop on Glasses and Related Nonequilibrium Systems
    • 発表場所
      大阪大学(大阪)
    • 年月日
      2017-03-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ポリマーブレンドの相分離の初期挙動2017

    • 著者名/発表者名
      小林美加、田中肇
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪)
    • 年月日
      2017-03-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Aging kinetics and characteristic time scale of glass2017

    • 著者名/発表者名
      Mika Kobayashi and Hajime Tanaka
    • 学会等名
      8th International Discussion Meeting on Relaxations in Complex Systems
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The reversibility and first-order nature of liquid-liquid transition in a molecular liquid2017

    • 著者名/発表者名
      Mika Kobayashi and Hajime Tanaka
    • 学会等名
      10th Liquid Matter Conference
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] How a non-equilibrium system equilibrates?2016

    • 著者名/発表者名
      Mika Kobayashi and Hajime Tanaka
    • 学会等名
      23rd International Symposium on Metastable, Amorphous and Nanostructured Materials
    • 発表場所
      奈良春日野国際フォーラム(奈良)
    • 年月日
      2016-07-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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