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巨大分子の構造形成:高分子鎖折れ畳のモレキュラー・ダイナミクス

研究課題

研究課題/領域番号 10640371
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物性一般(含基礎論)
研究機関山口大学

研究代表者

山本 隆  山口大学, 理学部, 教授 (00127797)

研究分担者 野崎 浩二  山本大学, 理学部, 助手 (80253136)
研究期間 (年度) 1998 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
1999年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1998年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
キーワード高分子 / 巨大分子 / 構造形成 / 結晶化 / 折れ畳結晶化 / フオールディング / モレキュラー・ダイナミクス / コンピュータ・シミュレーション / フオールデイング / モレーキュラー・ダイナミクス / 折れ畳み / モレキュラーダイナミクス / 分子動力学シミュレーション
研究概要

1.高分子の結晶化機構は今回の中心課題であり、高分子材料開発への応用や生命科学との関連からも極めて興味深い研究課題である。本研究では、3次元空間での吸着・折り畳結晶化の過程に注目した。ランダム・コイル状の分子鎖をモデル的な結晶下地の傍に置き、その後の吸着・秩序化過程を、分子動力学シミュレーションを用いて究明した。先ず、高分子鎖は成長界面へ強く吸着が起こり、その後に界面での再構過程を通して折りたたみ結晶が生じる事が明らかにした。
2.分子鎖が非常に剛直になると、折れ畳が困難になる。ここでは鎖状高分子の間に梯子がかかった構造を持つ分子(はしご型高分子)の結晶化過程を光学観察とX線回折を用いて究明した。
3.比較的鎖長の短いn-アルカンなどの脂質分子の結晶化は、高分子結晶化とも密度に関係しており、古くから詳しい研究がなされてきた。我々は、分子動力学シミュレーションを用いて、数千原子(数百分子)系の振る舞いを詳しく調べ、鎖状分子の興味深い意外な振舞いを明らかにした。
4.高分子の結晶化を考えるとき、融解直前に観察される液晶的な中間相(回転相)の構造は貴重な乗法を与えてくれるものと期待される。本研究では、実験的な手法と計算機シミュレーションを用いて、この方面の研究に先鞭をつけた。
5.融点近傍では、分子鎖はかなりの運動性を有し、強固な分子内結合力に起因する強い協同性にも助けられて、大規模な構造再編を起こす場合がある。ここでは、典型的な螺施状高分子であるアイソタクティック・ポリプロピレンの結晶において観測される様々な多形現象、特にその微視的およびナノスケール構造を、モンテカルロ法を用いて明らかにした。

報告書

(3件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (21件)

  • [文献書誌] T.Yamamoto: "Molecular dynamics of polymer ordering I.Crystallization from vaspsvphase"J.Chem.Phys.. 109. 4638-4645 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Kameya: "Crystalline Phase transitions with large conformational changes in TDPA"J.Materials Sci.. 34. 5015-5020 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Hirose: "Cristal structure of α and β forms of isotactic polypropylene"Comput.Theoretical.Polym.Sci.. (in print).

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] G.Z.Li: "Effect of crystallization conditions on single crystals of ladder like pollymer"Polymer. 41. 2827-2830 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nozaki: "Mechanism of primary nucleation and origin of hysteresis in the rotator transion of n-alkane"J.Materials Sci.. (in print).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yamamoto: "A Monte Carlo stugy of the pattem formation during transtions in n-alkane crystals"J.Chem.Phys.. (in print).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Molecular dynamics simulation of polymer ordering I. Crystallization from vapor phase: "Molecular dynamics simulation of polymer ordering I. Crystallization from vapor phase"J. Chem. Phys.. 109. 4638-4645 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R. Kameya, K. Nozaki, and T. Yamamoto: "Crystalline phase transition with a large conformational change in a thiodicarboxylic acid"J. Materials Sci.. 34. 5015-5020 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Hirose, T. Yamamoto, and M. Naiki: "Crystal structure of the α and the β forms of isotactic polypropylene : A Monte Carlo simulation"Comput. Theor. Polym. Sci.. (in print). (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] G. Z. Li, T. Yamamoto, K. Nozaki, and M. Hikosaka: "Effect of crystallization conditions on single crystals of ladderlike polyphenylenesilsesquioxane (PPSQ)"Polymer. 41. 2827-2830 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Nozaki and. M. Hikosaka: "Mechanism of primary nucleation and origin of hysteresie in the rotator phase transition of an odd n-alkane"J. Materials Sci.. (in print). (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Yamamoto, S. Matsumoto, and M. Hirose: "A Monte Carlo study of the pattern formation during transitions in n-alkane crystals"J. Chem. Phys.. (in print). (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 山本 隆: "高分子結晶のダイナミクス:相転移と構造形成"高分子. 48. 312-315 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] R.Kameya: "Crystalline phase transition with a large conformational change in TDPA"J.Materials Sci.. 34. 5015-5020 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.Hirose: "Crystals structure of the α and the β forms of istactic polypropylene"Computational and Theoretical Polym.Sci.. (in print).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] G.Z.Li: "Effect of crystallization conditions on single crystals of PPSQ"Polymer. 41. 2827-2830 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nozaki: "Mechanism of primary nucleation and origin of hysteresis in n-alkane"J.Materials Sci.. (in print).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yamamoto: "A Monte Carlo study of the pattern formation during transition in n-alkane"J.Chem.Phys.. (in print).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 山本隆: "Molecular dynamics simulation of polymer ordering" Journal of Chemical Physics. 109. 4638-4645 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 広瀬正和、他: "Crystal structures of the α and the β forms of isotoctic polypropylene" Computational and theoretical Polymer Science. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 山本隆: "高分子結晶のダイナミクス:相転移と構造形成" 高分子(高分子学会誌). (印刷中).

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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