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ソフトな界面における一次および連続濡れ転移の発現機構の解明

公募研究

研究領域非平衡ソフトマター物理学の創成に関する総括研究
研究課題/領域番号 21015021
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関岡山大学

研究代表者

甲賀 研一郎  岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (10315020)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2010年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2009年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワード濡れ転移 / ソフト界面 / 連続転移 / 一次転移 / 密度汎関数モデル / 液体 / 相転移 / 水 / 界面張力 / 吸着 / 氷
研究概要

1.前年度比引き続き,濡れ転移の微視的モデルである平均場密度汎関数モデルの研究を行った。これに対応する現実系は,炭化水素(液体)とその蒸気の界面をエタノール(液体)が濡らすようなものである。このような系は,炭化水素の種類により,一次濡れ転移と連続濡れ転移を示すが,濡れ転移の挙動を左右する因子については明らかになっていない。われわれのモデルは二つの熱力学的変数a,bをもつ。bは温度,圧力,化学ポテンシャル,あるいはそれらの組み合わせに対応する熱力学的場の変数であり,aは成分1と成分2の密度ブロファイルの減衰長の比ξ1/ξ2を表す。この2変数平面上における濡れ転移の相図を明らかにした。変数aが濡れ転移の次数を決定する因子であることを示し,さらにこれまで提案されてきた固体表面の濡れ転移,超伝導の濡れ転移,磁性体の濡れ転移のモデルとの関連を明らかにすることができた。
2.濡れ転移が連続転移として起こるための必要条件を解析的に示すことに成功した。これは上のモデルに関して,2成分密度ρ1,ρ2平面における濡れ軌道と非濡れ軌道を界面を濡らす相の密度近傍で解析的に求め,それらが連続転移で相似であることを要求することにより得られた結果である。他の濡れ転移のモデル系および現実系における濡れ挙動を判定するための必要条件へと拡張することが今後の課題である。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Hydrophobicity in Lennard-Jones Solutions2011

    • 著者名/発表者名
      M.Ishizaki, H.Tanaka, K.Koga
    • 雑誌名

      Phys.Chem.Chem.Phys.

      巻: 13 ページ: 2328-2334

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel neon-hydrate of cubic ice structure2010

    • 著者名/発表者名
      L.Hakim, K.Koga, H.Tanaka
    • 雑誌名

      Physica A

      巻: 389 ページ: 1834-1838

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First- and Second-order wetting transitions at liquid-vapor interfaces2010

    • 著者名/発表者名
      K.Koga, J.O.Indekeu, B.Widom
    • 雑誌名

      Faraday Discussions

      巻: 146 ページ: 217-222

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermodynamic stability of hydrogen hydrates of ice lc and II structures2010

    • 著者名/発表者名
      L.Hakim, K.Koga, H.Tanaka
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B

      巻: 82

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Infinite-order transitions in density-functional models of wetting2010

    • 著者名/発表者名
      K.Koga, J.O.Indekeu, B.Widom
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 104

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase behavior of different forms of ice filled with hydrogen molecules2010

    • 著者名/発表者名
      I.Hakim, K.Koga, H.Tanaka
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 104

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Augmented stability of hydrogen clathrate hydrates by weakly polar molecules2009

    • 著者名/発表者名
      T.Nakayama, K.Koga, H.Tanaka
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys. 131

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 疎水性水和と溶媒誘起相互作用2011

    • 著者名/発表者名
      甲賀研一郎
    • 学会等名
      特定領域「ソフトマター物理」領域研究会
    • 発表場所
      東京大学(本郷)
    • 年月日
      2011-01-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 疎水性水和の特殊性と一般性2010

    • 著者名/発表者名
      甲賀研一郎
    • 学会等名
      理研シンポジウムRIKEN Symposium動的水和構造と分子過程IV
    • 発表場所
      理化学研究所(和光市)
    • 年月日
      2010-12-01
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] First, second, and higer-order wetting transitions at fluid interfaces2010

    • 著者名/発表者名
      K.Koga
    • 学会等名
      11th Granada^* Seminar on Computational and Statistical Physics
    • 発表場所
      Granada, Spain
    • 年月日
      2010-09-17
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 定圧及び定積条件でみた溶媒和熱力学量とその意味2010

    • 著者名/発表者名
      甲賀研一郎
    • 学会等名
      新学術領域研究 水を主役としたATPエネルギー変換 共溶媒効果に関する勉強会
    • 発表場所
      九州大学(箱崎)
    • 年月日
      2010-06-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 定圧過程と定積過程でみた疎水効果(疎溶媒効果)2010

    • 著者名/発表者名
      甲賀研一郎
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2010-03-22
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 疎水環境下における水の構造・相転移・ダイナミクス2009

    • 著者名/発表者名
      甲賀研一郎
    • 学会等名
      実在系の分子理論 研究交流会
    • 発表場所
      金沢文化ホール
    • 年月日
      2009-09-04
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 連続濡れ転移の特長と条件2009

    • 著者名/発表者名
      甲賀研一郎
    • 学会等名
      ソフトマター物理第4回領域研究会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2009-07-01
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://phys.chem.okayama-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

URL: 

公開日: 2009-04-01   更新日: 2018-03-28  

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