2015 Fiscal Year Annual Research Report
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25400428
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
吉森 明 新潟大学, 自然科学系, 教授 (90260588)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
秋山 良 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60363347)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 化学物理 / 溶媒粒子のエントロピー / 溶媒粒子の非平衡分布 / 動径分布関数 / アインシュタインの粘度式 / 希薄溶液の粘度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度に実施した研究の成果
1. これまで開発してきた、溶媒粒子の平衡分布を仮定して溶質のダイナミックスを計算する理論を、籠上の生体組織の中に球状の生体分子が挿入される系に応用した。その結果、(1) 生体分子は、籠状の生体組織の中央から挿入されること、(2) 溶媒粒子のエントロピーが極大値をもつ位置で、生体分子はトラップされ、その後、籠のそこに到達する。事が明らかになった。
2. これまで開発してきた、溶媒粒子の非平衡の効果を計算する理論を、1と同じ系に応用した。溶媒粒子の分布が最も平衡からずれるのは、生体分子の進行方向である事を明らかにした。また、籠の中の溶媒粒子の数は、生体分子が挿入されるにつれ、排除体積のために減少するが、生体分子の速度が大きい場合には、籠のそこに到達する直前で増加する事を明らかにした。さらに、溶媒粒子の分布の汎関数として定義されるグランドポテンシャルは、生体分子の速度が大きい時に、著しく増加する事を明らかにした。
研究期間全体を通じて実施した研究の成果
1. 溶媒粒子の平衡分布を仮定して溶質のダイナミックスを計算する理論をフォッカープランク方程式と平均力ポテンシャルを組み合わせて定式化し、籠上の生体組織の中に球状の生体分子が挿入される系に応用した。生体分子の挿入経路や平均力ポテンシャルの極小にトラップされる時間などを明らかにした。2. 溶媒粒子の非平衡の効果を計算する理論を、1と同じ系に応用し、その系で、溶媒粒子の非平衡分布を明らかにした。3. 軸対称の動的密度汎関数理論の数値的な解法を開発し、マイクロレオロジーに応用した。4. 溶媒溶質相互作用をを考慮して、希薄溶液の粘度を計算する理論を定式化した。
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