Study on chemical reactivity control of sodium by suspended nanoparticles, 1

分散ナノ粒子によるナトリウムの化学的活性度抑制に関する研究,1

荒 邦章 ; 杉山 憲一郎*; 北川 宏*; 永井 正彦*; 吉岡 直樹*

Ara, Kuniaki; Sugiyama, Kenichiro*; Kitagawa, Hiroshi*; Nagai, Masahiko*; Yoshioka, Naoki*

ナノ粒子とナトリウムの原子間相互作用を利用したナトリウムの化学的活性度抑制に関する研究を行っている。ナノ粒子を分散させたナトリウムのナノ粒子とナトリウムの原子間相互作用の理論計算を行い、原子間相互作用を推定し、基礎物性の試験により検証した。その結果、理論計算からナノ粒子が、ナトリウムと電気陰性度の差が大きい遷移金属の場合、ナトリウム原子とナノ粒子原子の原子間結合が、ナトリウム原子動詞どうしのそれよりも大きく、ナトリウム原子からナノ粒子原子へ電荷移行が生じることが推定された。これらの原子間相互作用の変化を検証するために、ナノ粒子分散ナトリウムの基礎物性の測定をナトリウムと比較して実施した。試験の結果から、表面張力は増大し、蒸発挙動は低下することがわかり、理論推定が検証された。これらの基礎物性の変化は、温度変化や相変化でも確認され、原子間相互作用が高温で維持されていることを示している。

A study on the chemical reactivity control of sodium utilizing the atomic interaction of sodium with suspended nanoparticles was carried out. The atomic interaction between nanoparticles and sodium atoms were estimated by theoretical calculations and verified by fundamental physical properties measurements. Results showed the atomic bond of the sodium atom and the nanoparticle atom was significantly larger than that of the sodium atoms, when the transition metals that have the property of large electronegativity are applied as nanoparticles. From the theoretical calculation results, it was suggested that charge transfer occurs from the sodium atom to the nanoparticle atom. The fundamental physical properties of sodium with suspended nanoparticles were examined in comparison with that of sodium to verify the change of the atomic interaction. From the experimental results, it became clear that the surface tension becomes larger and the evaporation rate becomes smaller. These changes in fundamental physical properties were measured to verify the stability of the atomic interaction under the conditions of wide temperature range and the phase transformation from solid phase to liquid phase.