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2009 年度 実績報告書

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)

キーワード濡れ転移 / 液体 / 相転移 / 水 / 界面張力 / 吸着 / 氷
研究概要

1. 標準的な濡れ転移のモデルである平均場密度汎関数モデルを用いて,一次転移,二次転移,高次転移がおこる条件を明らかにした。具体的には,2成分流体系における三相共存状態における三つの界面張力の計算から,濡れ転移の次数を見積もり,その次数と成分1と成分2の密度プロファイルの減衰長の比ξ1/ξ2とが関係していることを見出した。この比が1より大きいとき一次,1のとき二次,1より小さいとき高次転移が出現する。さらに数学的に「無限次」転移で特徴付けられる極めて弱い濡れ転移がξ1/ξ2=1近辺で出現することが明らかになった。このモデルと関連する厳密に解けるモデルを用いても,結果の主要な部分を得ることができた。
2. 包接水和物の安定性および水素+水系の相図
水素分子を含む包接水和物は高圧下でのみ安定な固体であるが,第二のゲスト分子としてアセトンを添加するとその解離圧が減少することを分子シミュレーションと統計力学理論に基づいて説明した。高圧における水素と水の2成分系の相図をモンテカルロシミュレーションに基づいて得ることに成功した。特に,氷IIと氷Icに水素分子が溶け込んだ水和物の相とその他の相との相境界を確定した。水素および水の化学ポテンシャルを圧力,温度,モル分率の関数として計算し,実験では得られていない,圧力-モル分率平面における相図を得ることができた。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件)

  • [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

      ページ: 036101-1-4

    • 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

      ページ: 115701-1-4

    • 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

      ページ: 214506-1-10

    • 査読あり
  • [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
  • [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
  • [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

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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