並列タイトル等Crystal structures of silica clathrate compounds and absorption mechanism of guest molecules
タイトル（掲載誌）平成15(2003)年度 科学研究費補助金 基盤研究(C) 研究成果報告書概要 = 2003 Fiscal Year Final Research Report Summary
一般注記金沢大学自然科学研究科
(1)X-ray intensities of melanophlogite were measured at 400K on a single crystal diffractometer with CCD detector to analyze dynamic nature of interactions betweenguest molecules and silica frameworks. It is suggested that CCD detector is accurate enough, but higher angle data are necessary for analyzing the interactions.(2)Molecular dynamics simulation, performed with a computer installed with large scale memories, did not succeed to reproduce the X-ray structures, structural changes and deformations in details.(3)Hydrothermal syntheses of silica clathrates containing CH4,CO2,N2,NO,H2O molecules were attempted. Melanophlogite single crystals were successfully synthesized and the details of syntheses were established.(4)Experimental studies such as X-ray diffractions to investigate interactions between guest molecules and silica frameworks were planned for the use of high pressure diamond anvil cell to avoid difficulties encountered in experiments at ambient conditions, where transform ation twinning is inevitable. This is under progress.(5)Molecular dynamics simulations for other silicas like quartz are usually successful. We considered why the calculations failed for such low-density silica-structures. After all we arrived at a conclusion that detailed studies about atomic disorder are essentially necessary for either experimental or theoretical point of view. This type of study is expected to be done more easily for tridymite, a silica with an open structure, on which structural details based on a large numbers of studies have been accumulated so far. We then performed X-ray analyses with intensities measured with a CCD detector and Raman studies. and found strong correlations between atom disordering motions and phonon modes. No concept based on this type of coupling has been proposed for these silica structures so far.(6)To go further with the computer simulation technique, we may need more sophisticated potential energy models to compare with the details involving atom disorder.
(1)天然産結晶(メラノフロジャイト)の400Kにおける単結晶X線測定をCCD積出器を搭載した回折計により測定し,ゲスト分子の運動及び挙動についての精密解析を行った.転析精度は普通の意味では十分なレベルになっているが,このゲスト分子の精密な解析のためにはCCD検出器でより高角のBragg角での測定が必要であることが判明した.(2)大容量外部記憶を有する小型計算機を導入し,メラノフロジャイトの分子動力学シミュレーションを行ったが,X線回折法の結果の再現に成功していない.ポテンシャルの検討をする必要がある。(3)ゲスト分子としてCH4,CO2,N2,NO, H2O各分子を含むシリカ包摂化合物の水熱合成の実験を行い,結晶解析に使える単結晶の合成に成功した.合成法をほぼ確立できた。(4)ゲスト分子とシリカフレームワークの相互作用の実験的研究は,低温での双晶形成による困難を避けるため400K程度の高温型領域でかつ加圧条件下でゲスト文子の運動を抑制して回折実験を行うという考えで,ダイヤモンドアンビルを導入した.現在,調整実験抑制を行っている段階である.(5)石英等の他のシリカでは分子動力学シミュレーションが成功しているのに対して,クラスラシルやトリディマイトの低密度シリカではでは成功しない理由を考察した結果,これらの物質における原子の転換序分布の精密な研究が実験と理論の双方から必要であるという結論に到達して,研究がより容易と考えられかつ多数の研究成果が蓄積されているトリディマイトについて研究を進めた。その結果,トリディマイトでは原子の無秩序運動とフォノンモードの間に相関があり,これらの間にカップリングの概念を導入することが可能であるという結論を導いた。理論的な説明の完成は今後に待たなければならないが,クラスラシルを含めた,これらの物質では普遍的にこの現象がおこっている可能性を示す事が出来た。
研究課題/領域番号:14540446, 研究期間(年度):2002-2003
出典：研究課題「シリカ包摂化合物の結晶構造及びゲスト分子吸蔵機構の研究」課題番号14540446（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/report/KAKENHI-PROJECT-14540446/145404462003kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/）を加工して作成
関連情報https://kaken.nii.ac.jp/search/?qm=70019503
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14540446/
https://kaken.nii.ac.jp/report/KAKENHI-PROJECT-14540446/145404462003kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/
連携機関・データベース国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）