疎水性溶質の周囲の水クラスターの生成-疎水性効果と水の役割

Research Project

Project/Area Number	07240219
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Allocation Type	Single-year Grants
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	田中秀樹京都大学, 工学研究科, 助手 (80197459)
Project Period (FY)	1995
Project Status	Completed (Fiscal Year 1995)
Budget Amount *help	¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000) Fiscal Year 1995: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords	水 / 疎水性 / MDシミュレーション
Research Abstract	水の分子動力学(MD)シミュレーションを温度.圧力一定の条件で行なった。ポテンシャル関数はTIP4Pとして、温度は、298, 273, 253, 233, 213, 193Kで、圧力0.1MPaとした。分子数は216で最長10nsのMD計算を行った。密度、エネルギーに213Kあたりで不連続が見られる。これをもとして描いた相図はStanleyらの低密度-高密度アモルファス氷の相図と類似のものになるが、低密度と高密度の非晶質氷の臨界点の位置は異なり、負の圧力領域にあると想像される。大気圧下での水は、過冷却状態で温度の低下とともに、高密度相から低密度相へ転移を起こす。実際には結晶化によりこの転移は確認できないが、熱力学量の発散は高密度相のスピノ-ダル不安定化によるものと考えられる。疎水性溶質の水和に関して,純粋な水の中での,水分子の排除体積を除いた自由体積で作られるcavityが,どのような分布を有するかを調べた.モンテカルロ計算機シミュレーションを行なった.その結果数密度が等しくても溶媒の種類により,化学ポテンシャルの差は数kJ/molはあることがわかった.特に,HSとTIP4Pモデルでは,動径分布関数はほぼ同じであるが,cavityの分布は異なる.そのために,cavity生成のための自由エネルギーも異なり,例えばscaled Particle Theoryの正当性とその限界を評価する上でも重要である.