臨界点近傍における空気のソレー効果に関する分子動力学

摘要

近年，超臨界二酸化炭素によるカフェイン除去や，超臨界水によるダイオキシン類·フロン類の分解など，超臨界流体を利用した技術が数多く開発されている．しかし，超臨界状態の流体は密度揺らぎや熱容量の発散など通常とは異なる挙動を示すことがあり，そのメカニズムを把握することは超臨界流体を用いた工業プロセスを制御する上で重要となってくる．ソレー効果とは，混合流体中において温度勾配を生じると，それに伴い濃度勾配が生じる現象である．通常は，質量の大きな粒子は低温側へと移動するが，質量の小さい粒子が低温側に移動する現象を逆ソレー効果と呼び，臨界点近傍の人工空気(窒素と酸素のみで構成)における実験でそれが観察されている．これは通常の物質拡散に反することを意味し，この特性を詳細に調べることは，超臨界における溶媒の濃度を操作する上で重要となる．本研究では人工空気に対して古典分子動力学法を適用し，熱拡散比を計算した結果を報告する．