| 研究概要 |
分子シミュレーションにより、スリット状ナノ細孔内で、2種類の異なる種類の液体A,Bを『毛管相分離』状態で平衡にする。その際、液体A,液体Bに相当する、粒子数の割合を変えることで、バルク領域の液体A,Bの濃度条件が異なる状態を作り出した。バルクにおける低濃度成分の濃度が低い条件では、毛管相分離の2液体のメニスカス界面が著しく歪み、界面の曲率半径が小さくなることが明らかになった。これに対して、濃度が高い条件では、メニスカス界面は細孔入口付近で僅かに歪むだけで、界面の曲率半径は大きくなることが明らかになった。メニスカス界面の曲率半径が小さいほどLaplace効果が強く働き、界面を挟んだ2つの相の間に、大きな圧力差を生じさせる。従って、毛管相分離した凝縮相ではメニスカス界面の曲率半径が小さいほど内圧が低くなる。これら異なるメニスカス凝縮相を半分に切りとり、これを上下に仕切板を挟んで接続したシミュレーションを設計した。そして、仕切板を外した後のメニスカス凝縮相の移動挙動を把握可能にした。これにより、通常の液相拡散速度を遙かに上回る、ナノ細孔内での『凝縮液』の『超高速移動現象』を現象論的に正確に把握することが可能になった。また、2種類の異なる種類の液体A,Bが接触する界面では、分割面を挟む形で両隣に張力面が発生することを発見した。また、副次的ではあるが、スリット状ナノ細孔と液体A,Bの3つが同種である特殊な状態では、液体八Bの通常の固液相転移温度でも凝固せず、また、三重点はGibbs-Thomson則に従うことが明らかになった。
|
