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トポロジーによるソフトマターの分子間相互作用の制御

研究課題

研究課題/領域番号 15K05255
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

鈴木 次郎  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 計算科学センター, 准教授 (40415047)

研究協力者 松下 裕秀  
高野 敦志  
研究期間 (年度) 2015-10-21 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワードソフトマター / リングポリマー / トポロジー / 分子間相互作用 / シミュレーション / 鎖の拡がり / 拡がり
研究成果の概要

本課題は平成27年10月に採択、課題開始となり半年の遅延が発生したが、平成29年度末には遅延は解消した。27年度にはリングポリマーの分子間相互作用を計算し、詳細に解析するためのシミュレータの研究開発とプログラムの検証作業を行った。
28年度には相互陥入型(catenated-ring)の分子間相互作用について計算を開始し、おおむね順調に計算結果を得た。29年度には、この計算結果に対する理論的な考察を行ったところ、計算結果をよく説明する結論に至り、学会発表4件を行った(国際シンポジウム発表1件を含む)。最終年度に国際誌に成果の論文発表を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

紐状の柔らかい分子からなる「ソフトマター」の分子間相互作用をトポロジーで制御することを目的とした。高分子鎖が末端を持たないトポロジーをとるときに末端がある場合とどのように異なるのか、あるいはリングのトポロジーがどのように相互作用に影響するかをシミュレーション法で検討した。計算効率をあげるため、FCC格子上で分子鎖を移動させるアルゴリズムを研究開発した。最も単純なTrivial-ringが相互陥入したカテナン型リングポリマーが、カテナン分子内における二つのリングの相互作用について検討を行い、セグメント間相互作用が消失するθ状態において、リング間の相互作用が反発力であることを明らかにした。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Dimensions of catenated ring polymers in dilute solution studied by Monte-Carlo simulation2018

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Jiro、Takano Atsushi、Matsushita Yushu
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 149 号: 20 ページ: 204901-204901

    • DOI

      10.1063/1.5050840

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ABAC型ブロック共重合体のつくる二次元タイリング2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木次郎、高野敦志、松下祐秀
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 希薄溶液中のカテナン型リングポリマーの拡がり2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木次郎、高野敦志、松下祐秀
    • 学会等名
      2018年度 高分子基礎物性研究会・高分子計算機科学研究会・高分子ナノテクノロジー研究会 合同討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 希薄溶液中のカテナン型リングポリマーの拡がり2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木次郎、高野敦志、松下裕秀
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Interactions between trivial-ring polymers studied by Monte Carlo simulation2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木次郎、高野敦志、松下裕秀
    • 学会等名
      International workshop on Knots and Polymers: Aspects of topological entanglement in DNA, proteins and graph-shaped polymers
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] カテナン型リングポリマーの希薄溶液中の拡がりとその形2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木次郎、高野敦志、松下裕秀
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2015-10-21   更新日: 2020-03-30  

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