2017 Fiscal Year Annual Research Report
帯電系のための新規分子動力学法の開発と有機熱電変換材料への応用
| Project/Area Number |
16H06071
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
高橋 和義 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究員 (60645208)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 高分子電解質 / 物理化学 / 計算化学 / 分子動力学 / 高分子物理 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、高分子電解質溶液系（帯電系）の分子動力学（MD: Molecular Simulation）法を新たに開発し、これを用いて高分子電解質の溶液構造に及ぼすイオン拡散・凝縮・伝導などの効果を詳細に調べることで、近年注目される熱電変換材料の知的基盤の構築を目指す。
平成29年度は主に、高速・高精度な帯電系MD法としてLIPS/FFT（Linear-combination-based Isotropic Periodic Sum/Fast Fourier Transform）法を完成させ、これを広く一般に認知された高速なMD計算プログラムへと実装した。LIPS/FFT法は代表的な帯電・非帯電系において高い計算速度・精度を達成することが示された。また、LIPS/FFT法とpH一定のMD法（CpHMD）との組み合わせ（LIPS/FFT-CpHMD）について開発を行い、その完成の目処が立った。さらに、高分子電解質溶液系のような巨大分子系の大規模構造を長時間にわたり追跡するための手法として、粗視化MD（原子団の詳細な化学情報を削り、粗視化粒子に置き換えることで計算量を低減するMD）の活用を目指し、全原子MDの定量的な情報を損なうことなく粗視化MDに活用する手段の構築に取り組んだ。
これらの研究・開発から得られた知見は、高速・高精度な高分子電解質溶液系のMDを実現するための重要な足掛かりとなった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
LIPS/FFTの実装を予定通りに完了したため。また、LIPS/FFT-CpHMDの開発に一定の目処が立ったため。
|
| Strategy for Future Research Activity |
LIPS/FFT-CpHMDの確立を目指し、基本的なpH一定系においてその計算速度・精度を既存手法と比較し、LIPS/FFT-CpHMDの有効性を示す。また、LIPS/FFT-CpHMDを広く一般に認知された高速なMD計算プログラムへと実装する。さらに、高分子電解質溶液系に対する適用を目指す。
巨大分子系の大規模構造を長時間にわたり追跡するために、全原子MDと粗視化MDの連携を目指した手法開発を引き続き行う。
|
