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時空 解 さんの日記

[2019-10] 
 
2019
10月 21
(月)
09:44
電極反応ダイナミクスを解明する「第一原理分子動力学計算」の「有効遮蔽体(ESM)法」
本文
皆さん、おはようございます。時空 解です。
 
今日も日本物理学会の注目論文に目を通しておりました。

JPSJ 2008年2月号の注目論文
・第一原理分子動力学計算で電極反応ダイナミクスを解明する
・超高圧下における(TMTTF)2SbF6の異常超伝導相の発見
 
2008年の2月号ですから、もう11年も前の論文になりますけどね。でも注目論文を古い順に読んでいる次第です。
さて、上記の2つの論文を読んでみて感じたことなんですが、量子力学が出来上がってから、すでにかなりの歴史があると思っていたのですが、まだまだ物性に応用するに当たってはスムースに行くものではないようです。研究段階のものが数々あるのだなぁと言うのを実感します。

1つ目の論文は電極反応ダイナミクスと言うことで、これは燃料電池や次世代 Li 電池のカソード部に付いての論文です。カソード電極近傍で電子はどのように状態を変え、イオンあるいは電極から移動するのか?原子や分子はどのように振る舞っ ているのか?
この解明が難問だったようです。うーむ01
電極近傍で起こっている現象は化学反応系とは異なっていて外部電圧の存在が本質とのこと。外部電圧と言うことで、それを微視的な理論に取り込むことが難しかった、と論文中に書かれています。
考えてみればそうですよね。乾電池の原理は小学生の時からよく見かけますが、それだけに電極近傍の部分は科学的な反応なのに、それでいてどうして乾電池の大きさを電子が移動するのか?…子供の頃に確かに疑問を感じていました。
でも「電子だからなぁ…遠いところにも磁石のようにプラスに引き付けられるからなぁ…」なんて思って納得していたものです。
ここら辺のことを本論文が言っている "化学反応系と外部電圧との関係がどうなるのか" とイコールなのかは確信できませんが、とにかく難しい問題だったんですね。
今回の論文で、その解決方法の1つに「有効遮蔽体(ESM)法」と言うのがあることを知りました。でもこれも1つのシミュレーション方法なんでしょうね。物性って複雑なんですね。汗
 
2つ目の論文に至っては、超電導に付いてのものです。この内容にはまったく付いて行けない印象でした。そもそも1980年に有機物質に超電導現象が観測されていたなんて知りもしなかったです。超電導の技術と言うと超電動リニア (リニアモーターカー) を想い出すと思いますが、これって超電導を利用した電磁石で新幹線本体を浮かせるのでしたよね。
超電導物質と言ったら金属しかイメージ出来ない私です。
でも論文の内容は、超電導と言う状態にどうして物質が変化するのか?いわゆる "相" と言うものに付いてですよね。どのようなメカニズムで超電導と言う "相" が発現するのか、「圧力増加に伴う基底状態の変化、反強磁性→スピンパイエルス→反強磁性→SDW→超伝導→通常 金属」と言うものが提起されているようですが、その解明はまだまだ続くようです。

いやはや、量子力学の応用をするのも大変そうです。
 
では今日も1日の習慣を始めます。小さな一歩・挑戦を試みます。
 

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