イオン液体を輸送するナノ細孔空間とその機能の理論的考察

• Project/Area Number: 24K17576
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 28010:Nanometer-scale chemistry-related
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 石井 良樹 北里大学, 未来工学部, 講師 (20806939)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2026: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2025: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: ナノ細孔 / イオン液体 / 分子モデリング / 分子動力学 / 量子化学

Outline of Research at the Start

イオン液体は室温で動作する電解質として汎用性が高く、ナノ細孔材料を基にしてイオン拡散方向を制御する新機能付加も提案されてきた。そこで本研究では計算化学のアプローチを応用して、微視的環境の違いに応じたイオン輸送機能の理論的考察を展開する。特にナノ細孔化合物とイオン液体に対して凝縮系の量子計算による相互作用モデルの精密設計と大規模シミュレーションを展開しつつ、輸送係数の計算評価からイオン輸送機能を溶媒空間（ナノ細孔系）の充填率と相互作用の観点から考察する。これによりナノ細孔からバルク溶液系でふるまうイオン液体ダイナミクスの学理接続と、イオン輸送機能を変調させるナノ細孔材料の知見創成を図る。