2018 Fiscal Year Research-status Report
熱力学量を正確に計算することを目指したOZ理論の改良
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16K05659
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
宮田 竜彦 愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 講師 (70390648)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 溶媒-溶媒相関関数 / 溶媒和自由エネルギー / MOZ理論 / RISM理論 / LJポテンシャル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、以下の2点について研究を行なった。一点目は溶媒-溶媒相関関数の計算にMD法を利用する方法の検討である。二点目はLJ溶媒中でのLJ異核二原子分子の溶媒和自由エネルギー（SFE）の精度に関するものである。まず一点目の研究は、これまで本課題で検討してきたSEB関数によるSFE補正において、SEB関数に含まれるパラメータの移植を目指したことに端を発している。これまでは溶媒-溶媒相関関数、溶質-溶媒相関関数ともにSEB補正法を組み込んだSEB-HNC closureやSEB-KH closureを用いていた。昨年度の成果として、溶質がLJ等核二原子分子になったとき、単原子分子に対して数値化していたSEBパラメータをそのままLJ等核二原子分子へ移植できることが判明していた。今後、より複雑な系へのSEBパラメータの移植を考えるにあたって、単原子分子用のSEBパラメータをより正確に数値化しておく必要が出てきた。そこで、MD法を用いて溶媒-溶媒相関関数をできるだけ正確に求めた上で、溶質-溶媒相関関数の計算にのみSEB補正法を利用する手法を確立することを目指した。LJ単原子溶媒に対する溶媒-溶媒相関関数をさまざまな熱力学条件で求め、溶質-溶媒間の計算で必要となるSEBパラメータを単原子溶質分子に対して数値化した。二点目の研究については、昨年度の研究の発展として行なった。MOZ理論では単原子分子のときのSEBパラメータをそのまま移植できることが確認できたが、RISM理論の場合にはやや事情が異なっていた。特に、一方の溶質原子が小さく、他方の溶質原子に埋もれている場合にはSEBパラメータをそのまま移植することは難しい。このような場合に有効な、新たな補正法を提案し、予備的な検討を行なった。この新たな補正法はSEB補正法と定量的に両立することも確認できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
LJ等核二原子分子を溶質とした場合の溶媒和自由エネルギーの高精度化についての結果が昨年度に得られていたが、この結果を論文として出版した。また、今年度検討した、溶媒-溶媒相関関数の計算にMD法を利用する方法については、本年度中に論文投稿した（この論文は、本報告書執筆の段階で審査中である）。この論文では、LJ単原子溶媒に対してMD法から求められた直接相関関数も掲載されており、各種closure近似の下で求まる直接相関関数の精度についても論じられている。さらに今年度、溶質がLJ異核二原子分子になった場合を考えたことで、取り扱う分子が複雑になった場合のSEB補正法の適用方法について、より一般化した結論が得られたと考えている。溶媒を等核二原子分子にした場合についてもSEB補正法の適用をすでに試みており、これまでに予備的な結果は得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度は、溶媒を等核二原子分子にした場合の溶媒和自由エネルギーの精度を詳細に調べる。特に、SEBパラメータの移植に関して中心的な検討を行なう。その際、MOZ理論を利用し、分布関数の角度平均をとったときに近似の影響がどのように現れるのかを調べることとする。
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| Causes of Carryover |
学会等での成果の発表も順次行っているが、参加予定であった国際会議（EMLG-JMLG Annual Meeting）が国内の名古屋で開催されたこともあり、旅費としての使用金額が当初予想より少なかった。これが次年度使用額が生じた主な理由である。次に今後の使用計画について述べる。次年度または次々年度には国際会議に参加し、成果を発表することを検討している。昨今の為替の状況から、欧米への渡航および1週間程度の現地滞在で40～50万円程度を見込んでおく必要があり、次年度使用額はこれに充当する計画である。
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