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J-GLOBAL ID：202002213751396838   整理番号：20A0916719

反応力場を用いた分子動力学シミュレーションによるケイ酸ナトリウムガラス表面の水和と反応機構【JST・京大機械翻訳】

Hydration and reaction mechanisms on sodium silicate glass surfaces from molecular dynamics simulations with reactive force fields

著者 (2件)： Mahadevan Thiruvilla S. (Department of Materials Science and Engineering, University of North Texas, Denton, TX, USA) ,  Du Jincheng (Department of Materials Science and Engineering, University of North Texas, Denton, TX, USA)
資料名： Journal of the American Ceramic Society  (Journal of the American Ceramic Society)
巻： 103  号： 6  ページ： 3676-3690  発行年： 2020年 
JST資料番号： C0253A  ISSN： 0002-7820  CODEN： JACTAW  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 反応力場の最近の発展は,原子スケールでのケイ酸塩ガラスと水の間の相互作用の分子動力学シミュレーションを可能にした。多成分ケイ酸塩ガラスは広い種類の組成と性質を含むが,これらのガラスにおける一つの一般的な構造特徴は,非架橋酸素を形成することによりSi-O-Si結合を破壊するアルカリとアルカリ土類イオンのようなネットワーク修飾剤で連結したシリカ四面体から構成されるネットワーク構造の組合せである。水との反応では,ガラス中のアルカリイオンと溶液中のプロトンまたはヒドロニウムとの間のイオン交換,ならびにSi-O-Si結合の加水分解反応とその後のシラノール形成が観察され,十分に記録された。最近開発された反応力場のセットを用いて,8ナノ秒までの反応に対する異なる組成のシリカとケイ酸ナトリウムガラスの水と表面の間の反応を調べた。著者らの結果は,水へのナトリウム浸出と25Åまでの水分子のガラス表面への拡散を示す。ガラス内部及び拡散イオン周辺の構造及び組成変化を調べ,これらを用いて表面でのシラノール形成速度を説明した。また,シラノール生成速度に間接的な影響を及ぼすガラス中のプロトン輸送も観測した。ガラスの表面は粗くなったが,ガラス中の水和ゲル状構造への更なる改質を,より高いアルカリ含有ガラス中で5Åまで行った。浸出したナトリウムイオンは界面に近いままであり,表面からのケイ酸塩ネットワークのフラグメントはバルクガラスから脱失し,水溶液に入ることが分かった。したがって,これらのシミュレーションは,水溶液中で腐食した多成分ケイ酸塩ガラスで一般的に観察される変質層の形成と構造への洞察を提供する。Copyright 2020 Wiley Publishing Japan K.K. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： イオン ,  界面 ,  *ガラス ,  陽子 ,  *計算機シミュレーション ,  ネットワーク ,  *ナトリウム ,  *水和 ,  加水分解 ,  ゲル ,  *ケイ酸ナトリウム ,  二酸化ケイ素 ,  ケイ酸塩ガラス ,  シラノール
準シソーラス用語： *分子動力学シミュレーション ,  ナトリウムイオン , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (2件)： ガラスの性質・分析・試験  (YC02030Z) ,  ガラスの製造  (YC02020O)

タイトルに関連する用語 (5件)： 応力場 ,  分子動力学シミュレーション ,  ケイ酸ナトリウム ,  ガラス ,  水和