2007 Fiscal Year Annual Research Report
両親媒性分子集合体相転移の散逸粒子動力学シミュレーション
| Project/Area Number |
17540384
|
|---|
| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
|---|
Principal Investigator |
中村 浩章 National Institute for Fusion Science, シミュレーション科学研究部, 准教授 (30311210)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田村 祐一 核融合科学研究所, シミュレーション科学研究部, 助教 (50311212)
加藤 直 首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (30142003)
|
|---|
| Keywords | ソフトマター / 両親媒性分子 / シミュレーション / 相転移 / 散逸粒子動力学 / 可視化 / 分子動力学 / グラフェン |
|---|
| Research Abstract |
両親媒性分子の分子構造の定量的な検討として、各相(例えば、ミセル相、ラメラ相など)における両親媒性分子の形状を調べた。さらに、定量的に調べるための秩序パラメータとして動径方向分布関数g(r)を候補として考え、統計的な分子の大きさ、長さなどについての情報を得ることができた。このg(r)にから、分子の実効的なサイズ、親水基のサイズなどを定量的に見積もることができた。ここから、充填パラメータと呼ばれる分子の形状を定量的に比較する量を見積もることができる。我々はこの充填パラメータを求め、この値と相のマクロな構造との対応関係を明らかにすることができた。これらにより、分子の形状というミクロな量と相の構造というマクロな量という異なる階層間の関係を定量的に明らかにすることができた。また、最終年度の将来への発展性を開くために、共有結合の組み換え効果を取り扱うシミュレーション技法の拡張を行った。これまでの研究で用いてきた共有結合は、両親媒性分子を構成する分子構造は秩序形成を行う際には、結合が切れたり、新たな結合が生まれたりするという現象はなく、不変的なものであった。しかし、現実の系では、共有結合が繋ぎ変わる現象が多々ある。そこで、この手法を拡張して、化学反応を考慮した分子組成そのものが変化するような場合の構造変化を考慮したシミュレーション技法へと拡張を行った。具体的な総構造変化として、グラフェンと水素の化学スパッタリングのダイナミクスを検討できるシミュレーション技法の開発を行った。これにより、新たな構造形成(破壊)のダイナミクスをシミュレートできる手法を提示できた。
|
