고압어메이징 슬롯 얼음을 녹이는 새로운 메커니즘 발견

2014 년 2 월 13 일

<Work Results>
Okenama University의 자연 과학 대학원 대학원생 인 Himoto Kazuhiro의 연구팀 (Okalaama University) (박사 과학을위한 일본 학회 특별 연구 연구원 DC), Matsumoto Masakazu 부교수 및 Tanaka Hideki와 같은 학교어메이징 슬롯 이론적 인 Melts of the World의 New Mechonicist를 발견했습니다. 컴퓨터 시뮬레이션.
30,000 ATM 이상의 고압에서 생산 된 얼음 (Ice VII, "Koori 7"*1)의 용융점은 아직 결정되지 않았으며 그 용융 방법은 알려져 있지 않았습니다. 2008 년에 연구 그룹은 컴퓨터 시뮬레이션이 ICE VII를 녹이는 데 도움이 될 것이라고 발표했습니다.*2*3그러나이 연구어메이징 슬롯는 ICE VII어메이징 슬롯 플라스틱 얼음으로의 위상 전이*4이 단계 전이어메이징 슬롯 더 많은 탐구와 중요한 현상*5나타납니다.

<예비 결과>
물은 우리에게 가장 친숙한 물질이지만 밀도가 4 ° C에있는 것과 같은 많은 특이한 특성을 가지고 있으며 고체는 액체보다 낮기 때문에 물에 얼음이 부유합니다. 다른 한편으로, 물리적 특성의 다양한 이상은 열 용량이 매우 크고 음속이 0 인 임계 현상어메이징 슬롯 발생하는 것으로 알려져 있습니다. 중요한 현상은 또한 유체 및 초전도성과 같은 다양한 신체 현상에 관여하며 물리학에 널리 관심이있는 현상입니다. 그러나, 이전에 가스-액체 임계점 외부어메이징 슬롯 중요한 현상이 관찰되지 않는 것으로 생각되었다.
이 발견은 물의 또 다른 특이한 측면을 보여 주어 ICE VII의 융점을 결정하기위한 힌트를 제공하며, 많은 새로운 비정상적 특성이 얼음 VII의 융점 근처어메이징 슬롯 발견 될 가능성을 시사합니다. 이러한 매우 높은 압력 얼음은 지구상어메이징 슬롯 자연적으로 발생하지 않지만, 더 정확한 이해로 행성 및 위성의 지질학 및 날씨를 이해하고 예측하는 데 도움이되기를 바랍니다.

<용어집/참조>
1) ICE VII
얼음에 고압을 적용하면 결정의 구조가 바뀝니다. 얼음의 10 개 이상의 결정 구조가 있으며, 각각의 숫자로 호출됩니다. "Ice VII"는 가장 높은 압력에서 발생하는 가장 밀집된 얼음 중 하나입니다. 초고 압력 하에서, 얼음의 용융 온도 (용융점)는 정상 얼음보다 훨씬 높고 얼음 VII의 용융점은 100 ℃보다 훨씬 높다. 수많은 실험 연구에도 불구하고, ICE VII의 융점은 아직 결정되지 않았으며, 전 세계의 연구자들은 이제 그것을 명확히하기 위해 연구를 진행하고 있습니다.

그림 1
(a) 다양한 얼음 구조. 지금까지 실험어메이징 슬롯 16 가지 종류의 얼음이 발견되었습니다. 검은 색 프레임으로 둘러싸인 것은 얼음 VII입니다. 얼음 (얼음 I) 일상 생활어메이징 슬롯 볼 수 있습니다(b) 빙상 다이어그램 (= 특정 상태의 얼음이 존재하는 온도와 압력 범위 사이의 경계선으로 분리 된 다이어그램). 수평 축은 절대 온도이며 수직 축은 압력입니다. 로마 숫자는 얼음 유형을 나타냅니다(c) 실험어메이징 슬롯 관찰 된 얼음 VII의 용융 곡선 (= 용융점어메이징 슬롯의 온도 및 압력 변화). 각 플롯에 첨부 된 레이블은 논문의 첫 번째 저자와 출판 연도입니다. 융점은 실험마다 다릅니다
2) 플라스틱 얼음
ICE VII의 융점이 명확하게 정의되지 않은 이유는 2008 년 에이 연구 그룹이 Ice VII가 녹을 때 한 번에 액체로 변하지 않고 대신 액체와 솔리드 사이의 중간체 상태를 겪는 첫 번째 컴퓨터 시뮬레이션 메커니즘을 제안했기 때문입니다 (물 분자는 대신에 빙하기와 비슷한 방식으로 일렬로 일렬로 일렬로 일하면서, 3 번의 움직임이있을 수 있습니다. 참조). 이 연구는이 상태 변화를보다 자세히 조사합니다.

그림 2
얼음 VII, 플라스틱 얼음 및 물 구조의 차이. ICE VII어메이징 슬롯, 물 분자의 위치와 방향이 고정된다. 물 분자는 물어메이징 슬롯 떨어져 움직입니다. 플라스틱 얼음은 이들 사이에 있으며 물 분자는 얼음 VII와 동일한 위치에 고정되어 있지만 자유롭게 회전 할 수 있습니다

3) 참조
　Y. Takii, K. Koga 및 H. Tanaka, 컴퓨터 시뮬레이션어메이징 슬롯 물의 플라스틱 상.저널 화학 물리학 저널128, 204501 (2008); doi : 10.1063/1.2927255
　

4) 위상 전이
얼음이 물이나 물이 끓을 때, 분자 자체는 화학적 변화를 겪지 않고 분자가 수집하는 방식은 물질의 특성을 크게 변화시킨다. 이러한 상태의 변화를 "위상 전이"라고합니다. 위상 전이에는 금속의 절연체로의 변화와 자성을 잃는 자기 몸체의 변화가 포함됩니다.

5) 중요한 현상
위상 전이 중에서, 매우 큰 열 용량 또는 제로 음속과 같은 물리적 특성에서 다양한 이상을 나타내는 것을 "임계 현상"이라고합니다. 물의 경우, 임계 현상은 가스 액체 임계점 (374 ° C, 218 대기)에서만 관찰 될 수 있다고 생각되었다. 가스-액체 임계점보다 낮은 압력에서, 정상적인 가스-액체 상 전이 (비등 현상)가 관찰되고, 높은 압력에서 가스와 액체의 구별을 이용할 수 없게되며, 온도가 증가하면 액체가 지속적으로 가스로 변한다.
중요한 현상은 다양한 변칙적 특성을 가지고 있다는 점에서 흥미롭지 만, 더 중요한 것은 외관이 완전히 다른 다양한 물질의 중요한 현상 사이에 공통된 특성이 있다는 것입니다. 물에서 새로 발견 된 임계 현상 ( "트리플 임계 현상")은 예를 들어 헬륨 혼합물의 초 유체 현상에서 발생하는 중요한 현상에 공통적 인 특성을 가지고 있지만 물에서 다른 유형의 가스 액체 임계 현상으로 추측되었습니다. 이 연구는 세계 에서이 유형의 중요한 현상이 분자 시뮬레이션을 통해 확인 된 것입니다.

이 연구는 일본 과학 홍보 협회 (JSPS) 보조금으로 제휴 과학 연구를위한 보조금으로 수행되었습니다 (25, 7704).



Ice VII를 플라스틱 얼음과 비교 한 비디오는 YouTube어메이징 슬롯 볼 수 있습니다.
“Ice VII, 플라스틱 얼음 및 임계 상태”
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출판 된 논문 : K. Himoto, M. Matsumoto 및 H. Tanaka, 또 다른 물의 비판Phys. 화학 화학 물리. (2013); doi : 10.1039/c3cp54726d.

보도 자료를 보려면 여기를 클릭하십시오


<연락처>
(제휴) 어메이징 슬롯, 자연 과학 대학원
이론 화학 실험실 부교수
(이름) Matsumoto Masakazu
(전화 번호) 086-251-7846
(이론적 화학 실험실 페이지)