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2019 年度 実績報告書

非熱系拡張動的ファシリテーション理論による高密分子系の非平衡相転移の統一的解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K05574
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

礒部 雅晴  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80359760)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード高密剛体球系 / 分子動力学法 / 非平衡相転移 / 動的協働促進機構 / 時空アンサンブル
研究実績の概要

近年、高密分子・粉体系の「ガラス・ジャミング転移」それらの類似性に着目した「遅い緩和」を記述する統一的(普遍的)枠組みに関する研究が精力的に行われている。これまで多角的な観点から問題解決の努力がなされてきているが、多くの新しい観点からの研究が絶え間なく創生され、世界中の研究者を魅了し続けている。本研究では、代表者の開発した高密度剛体球系の新しい方法論を用い、「フリージング(freezing)」「フラジリティ(fragility)」「ファシリテーション(facilitation)」という概念を軸に、理論・実験・計算機シミュレーションによる国際共同研究を遂行している。特に、過圧縮液体の動的機構とガラス転移のメカニズムは、熱力学起源の理論と動的ファシリテーション理論(Dynamic Facilitation:DF)との間に大きな論争がある。熱的起源によらない(密度が唯一の制御変数となる)高密度な非熱系に着目し動的ファシリテーション機構や時空アンサンブル解析により非平衡相転移の解明することを目標とし、研究を遂行している。令和元年度は最終年度であり前年度に引き続き「ファシリテーション(facilitation)」の共同研究(中国・香港)を遂行した。香港のコロイド実験により、新しく発見されたString-Repetition現象とシミュレーション結果の比較を行いDF理論の検証を精密化させた。また、DF理論の大きな「パラドックス」として知られるHopping運動連鎖の起源に関連して、最初のトリガーは第2、第3近傍まで含めた領域の小さな隙間(準空隙)の積算された自由体積により駆動され複数粒子がファシリテーションするという事象を多数発見した。高密度分子系の構造緩和の新しい物理的機構としてさらに精密な検証を進めている。これらの得られた研究成果は学会で発表し、原著論文にまとめた(投稿準備中)。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] 香港理工大学/ハルビン工業大学(深セン校)/香港科技大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      香港理工大学/ハルビン工業大学(深セン校)/香港科技大学
  • [国際共同研究] エコールノルマルシュペリウール(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      エコールノルマルシュペリウール
  • [学会発表] 剛体球系の分子シミュレーションとその応用-結晶化、粗大化、ガラスー2019

    • 著者名/発表者名
      礒部雅晴
    • 学会等名
      物性研究所スパコン共同利用・CCMS合同研究会「計算物質科学の新展開」 (東京大学物性研究所、柏、千葉)
    • 招待講演
  • [学会発表] 剛体球系の分子シミュレーションとその応用-結晶化、粗大化、ガラス-2019

    • 著者名/発表者名
      礒部雅晴
    • 学会等名
      非線形科学とその周辺セミナー (京都大学情報学研究科先端科学専攻)
    • 招待講演
  • [学会発表] Detection of nearest neighbor in binary hard disk mixture systems2019

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Isobe
    • 学会等名
      XXXI IUPAP Conference on Computational Physics (The Chinese University of Hong Kong, Hong Kong)
    • 国際学会
  • [学会発表] 2成分剛体円板系における最近接粒子の判定法とその特徴2019

    • 著者名/発表者名
      児山弘昌,礒部雅晴
    • 学会等名
      第9回ソフトマター研究会 (名古屋大学 坂田・平田ホール)
  • [学会発表] 2成分剛体円板系における最近接粒子の判定法とその特徴2019

    • 著者名/発表者名
      児山弘昌,礒部雅晴
    • 学会等名
      第33回分子シミュレーション討論会 (名古屋市公会堂)
  • [学会発表] 2成分剛体円板系における最近接粒子の判定法とその特徴2019

    • 著者名/発表者名
      児山弘昌,礒部雅晴
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会 (名古屋大学東山キャンパス)
  • [図書] コロイド結晶の形成とその応用(担当:第3章 3. 剛体球粒子分散系の構造形成シミュレーション)2020

    • 著者名/発表者名
      礒部雅晴(分担執筆)(監修: 中村浩、山中淳平)
    • 総ページ数
      (260page中)12page分担当
    • 出版者
      株式会社シーエムシー出版
    • ISBN
      978-4-7813-1502-7

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公開日: 2021-01-27  

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