2003 Fiscal Year Annual Research Report
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01F00706
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Research Institution | Okayama University |
Principal Investigator |
田中 秀樹 岡山大学, 理学部, 教授
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
SLOVAK JAN 岡山大学, 理学部, 外国人特別研究員
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Keywords | 水 / 氷 / アモルファス氷 |
Research Abstract |
分子動力学シミュレーションに基づく最近の研究から、疎水性表面間に拘束された水が液体状態からアモルファス固体へと相転移することが明らかにした。この相転移は固体相が結晶ではなくアモルファス状態であるにも拘わらず、密度、エンタルピー、拡散係数などに不連続性を伴う一次相転移である。すなわち、一般のガラス転移とは異なる「二つの無秩序相間の一次相転移」(Polyamorphic phase transition)が特殊な条件下で発見された。 氷VIIのアモルファス化に関する理論的研究を行った。幾つかの水分子間相互作用を記述するポテンシャルモデルについて、氷VIIの膨張と昇温によるアモルファス化についての相挙動を調べた。3点電荷モデルであるTIP4Pポテンシャルではアモルファス化の温度・圧力が実験と比較して著しく低いことが分かった。4点電荷モデルのTIP5Pでは、相挙動は実験を比較的再現することが確かめられた。同じ4点電荷モデルであるBNSではアモルファス化は全く認められなかった。 これらの中で膨張過程におけるアモルファス化の機構について詳細に検討した。実験からは昇温過程でLDA(低密度アモルファス氷)が生成することが予想され、また、それが今回確認された。LDAはポテンシャル面の構造からは非常に生成し難いと考えられるが、過冷却状態を経ることなくLDAが生じたことは、LDAとHDA(高密度アモルファス氷)の差異を明らかにする上でも、非常に興味深い。
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Research Products
(4 results)
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[Publications] Jan Slovak: "Computer simulation of bilayer ice : structures and thermodynamics"Physica A. 319. 163-174 (2003)
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[Publications] Jukas Vlcek: "Thermodynamic perturbation theory of the second order : Implementation for models with double-bonded sites"Molecular Physics. 101(18). 2921-2927 (2003)
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[Publications] Jan Slovak: "Adsorption of fluids of pseudo-hard bodies and EPM5 water on solid surface : density functional theory"Molecular Physics. 101(8). 1171-1181 (2003)
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[Publications] Jan Slovak: "On accuracy of wertheim's thermodynamic perturbation theory for primitive models of water"Molecular Physics. 101(6). 789-798 (2003)