2017 Fiscal Year Research-status Report
分子動力学を基盤とした剛直キラルドーパントが有するらせん誘起力の理論的予測
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16K21353
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
渡辺 豪 北里大学, 理学部, 助教 (80547076)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 分子動力学 / 液晶 / らせん誘起力 / 分子キラリティ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ネマチック液晶に剛直骨格のキラルドーパントを混合した系に対する分子動力学シミュレーションによって、キラルドーパントのらせん誘起力を理論的に求める手法の確立を目的としている。初年度で構築したシミュレーションモデルを用いて、複数のネマチック液晶とキラルドーパントの組み合わせに対して分子動力学シミュレーションを実行した。ネマチック液晶は誘電率異方性の符号が異なる代表的な棒状液晶を、キラルドーパントにはRu錯体分子を選択した。シミュレーションで得られた平衡構造から、キラルドーパント周囲におけるホスト液晶分子の局所的な配向構造を定量的に解析した。これにより、Surface Chiralityモデルにおける秩序テンソルが得られ、キラルドーパント分子が種々のホスト液晶に対するらせん誘起力を求めた。求めた値が実験値と良く一致していたことから、本手法は中心骨格が剛直なキラル錯体分子のらせん誘起力を予測する上で汎用性のある有用な方法であることを確認した。また、本モデルではシミュレーションセル中の分子数を2,000程度としているが、その妥当性についてもホスト液晶のネマチック－等方相転移温度の再現という観点から検討を行った。そして、2,000分子程度で十分な精度で実現可能であることが分かった。研究計画最終年度である次年度は、中心骨格がわずかに異なるキラルドーパント分子についても分子動力学シミュレーションを行い、らせん誘起力を求めることで、本手法が適用可能かどうかを検証する。さらに、キラルドーパントのもう一つの重要な物性であるホスト液晶との相溶性についても新たな知見が得られないかを検討する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
次年度に予定していたネマチック液晶とキラルドーパント分子の異なる組み合わせの系について分子動力学シミュレーションを実行し、提案した手法の汎用性、及び現実系との整合性も確認している。また、当初は研究計画には盛り込まれていなかったホスト液晶との相溶性についても取り組み始めており、当該研究は計画以上に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、中心骨格が異なる錯体分子や剛直な骨格を有する有機分子についてもシミュレーションを実行し、それらのキラルドーパント分子のらせん誘起力も精度良く求められるかを検証する。また、複数のネマチック液晶との相溶性についても理解を深め、理論的な予測が可能かについて検討を進める。
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| Causes of Carryover |
支出を予定していた国際学会参加に係る海外旅費が予定よりも少なくなったが、当初計画以上に進展しているため、最終年度では複数の学術雑誌に論文を投稿予定であり、繰越分はその投稿費や英文校正費などに使用予定である。
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