| 研究課題/領域番号 |
16K05658
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
物理化学
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
松本 正和 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 准教授 (10283459)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 水 / 構造 / シミュレーション / 分子動力学 / 氷 / 相図 / キラリティ / 極限環境の水 / 結晶構造 / 物理化学 / 構造解析 / 水素結合ネットワーク / 多形 / 超高圧 / 負圧 / エアロアイス / ネットワーク構造 / 統計力学 / 過冷却 / 液体の構造 / 計算機シミュレーション / パターンマッチング |
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| 研究成果の概要 |
常温の水、過冷却水と、いくつかの種類の氷の構造を分子レベルで識別する新たなオーダパラメータを提案した。これを用い、過冷却水が秩序化して氷に変化する過程を可視化できるようになった。高圧下で分子動力学シミュレーションを実施し、少なくとも2種類の新たな氷の結晶が自発的に形成されることを発見し、その構造を同定するための手法を開発した。負圧における氷の相図はこれまでにも提案がなされてきたが、我々はそれに関しより深い考察を行うとともに、前例のない数の結晶構造を調査し、より現実的な負圧の相図を提案した。シミュレーションのために、あらゆる氷の結晶構造を容易に作成するソフトウェアを作成し無償公開した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
太陽系には極低温・真空から超高温高圧までさまざまな環境の氷が存在し、天体の物理的性質に大きな影響を与えている。我々のこの3年間の研究では、非常に幅広い温度・圧力範囲での氷の性質を理論的に予測し、これまでの未解決問題をいくつも解決に導いた。また、シミュレーションや解析を助けるさまざまなソフトウェアや解析指標を提案し、この研究分野の研究の発展に寄与した。
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