高分子動的誘電特性の分子動力学シミュレーション

• 研究課題/領域番号: 15607009
• 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: 計算科学
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 樋渡 保秋 金沢大学, 自然科学研究科, 教授 (20019491)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円); 2004年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 2003年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
• キーワード: 分子動力学シミュレーション / 誘電特性 / ポリマー / PPO

研究概要

分子動力学シミュレーションの使命のひとつとして企業の製品開発現場の問題解決への応用事例の研究があるが、本研究では以下の考察を行った。
(1)ポリマーの基本的な性質(ガラス転移温度、熱膨張係数、比熱など・・・)の支配要因(ミクロパラメーター)を考察し、これらの基本熱力学的属性を自由に制御する支配要因を探すことを目的として、ナノコンポジット系の分子動力学シミュレーションを行った。ポリマー(ここではPE)にナノサイズの粒子を加えることによる物性(特にガラス転移温度)の変化を考察した。
(2)次世代の通信機器の開発目標として数百ギガヘルツ帯からテラヘルツ帯の周波数に使用できる製品開発が注目されている。これが可能になれば通信量の飛躍的な増大をはかることができ携帯電話などの性能が飛躍的に向上する。本研究ではこれらの目的に適う高分子誘電材料の分子デザインを分子動力学シミュレーションの方法により考察したものである。物質の誘電率に関して言えば、分子の分極(電気双局子モーメント)が鍵となる。高分子材料の場合は分子内の分極と分子間分極と区別できるが、中でも前者の分布(構造)は我々の関心のある周波数帯の誘電特性に最重要である。本研究ではこのような分子内分極のみを考慮し、分子間分極は無視して、電気双局子モーメントの自己相関関数のパワースペクトラムから誘電特性を求めた。