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イオン液体物性の予測を可能にする第一原理有効フラグメントポテンシャル法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K13928
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 物理化学
研究機関お茶の水女子大学

研究代表者

森 寛敏  お茶の水女子大学, 基幹研究院, 准教授 (90501825)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017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)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード有効フラグメントポテンシャル / 第一原理分子動力学計算 / イオン液体 / 混合溶液 / 溶液物性 / 過剰熱力学量 / 第一原理分子動力学 / 過剰熱力学物性 / 分子動力学 / マテリアルズインフォマティクス
研究成果の概要

イオン液体は、材料科学・環境科学など種々の分野で電池電解液・CO2吸収液として応用が期待されている。だが、イオン液体の物性を、その合成に先立ち予測するには、第一原理分子動力学計算が不可欠であり、その計算コスト故、従来、イオン液体の溶液物性を実験に先立ち予測することは困難であった。本研究では、この背景下、第一原理のレベルでありながら、古典分子動力学シミュレーションに準ずる計算コストで、イオン液体の溶液物性を予測可能な、第一原理有効フラグメントポテンシャル分子シミュレーション法の確立に挑戦した。研究の結果、当該手法を用いると、イオン液体及び、より一般的に混合溶液の物性が予測可能なことが分かった。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 5件、 招待講演 5件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] アイオワ州立大学(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Applicability of effective fragment potential version 2-Molecular dynamics (EFP2-MD) simulations for predicting excess properties of mixed solvents (selected as a Frontiers Article)2018

    • 著者名/発表者名
      Kuroki Nahoko、Mori Hirotoshi
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 694 ページ: 82-85

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2018.01.042

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effective Fragment Potential version 2 - Molecular Dynamics (EFP2-MD) Simulation for Investigating Solution Structures of Ionic Liquids2016

    • 著者名/発表者名
      Nahoko KUROKI, Hirotoshi MORI
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 45 号: 8 ページ: 1009-1011

    • DOI

      10.1246/cl.160366

    • NAID

      130005254565

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Materials Informatics for Designing Functional Liquids2018

    • 著者名/発表者名
      Mori H.
    • 学会等名
      8th International Symposium on Molecular Thermodynamics and Molecular Simulation
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design of Functional Liquids based on ab initio Materials Informatics2018

    • 著者名/発表者名
      Mori H.
    • 学会等名
      International Congress on Pure & Applied Chemistry (ICPAC) 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Theoretical evaluation of diffusion constants of supercritical/liquid ammonia by means of ab initio Effective Fragment Potential ver.2-MD simulation2018

    • 著者名/発表者名
      Kuroki N., Mori H.
    • 学会等名
      255th ACS National Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Applicability of effective fragment potential version 2 - molecular dynamics (EFP2-MD) simulations for predicting excess properties of mixed solvents2018

    • 著者名/発表者名
      Kuroki N., Mori H.
    • 学会等名
      255th ACS National Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 計算科学によるCO2物理吸収に最適なイオン液体の探索2018

    • 著者名/発表者名
      森 寛敏
    • 学会等名
      第3回 日本ガス協会 低炭素技術研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 電子状態の揺らぎを考慮した機能分子の設計2018

    • 著者名/発表者名
      森 寛敏
    • 学会等名
      スーパーコンピューターワークショップ 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 超臨界 CO2 に溶解した p-nitroaniline のソルバトクロミズムに関する理論的研究: フラグメント化の手法を基とした分子理論によるアプローチ2017

    • 著者名/発表者名
      寺島 千絵子、黒木 菜保子、森 寛敏
    • 学会等名
      第40回 ケモインフォマティクス討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 第一原理有効フラグメントポテンシャル-分子動力学計算によるハロベンゼンの水和構造に関する理論的研究2017

    • 著者名/発表者名
      黒木 菜保子、森 寛敏
    • 学会等名
      第40回 溶液化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 有効フラグメントポテンシャル-分子動力学計算による混合溶液物性の検討2017

    • 著者名/発表者名
      黒木 菜保子,森 寛敏
    • 学会等名
      第11回 分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 有効フラグメントポテンシャル-分子動力学法によるイオン液体の手軽な第一原理分子シミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      森 寛敏
    • 学会等名
      東京工業大学 先導原子力研究所コロキウム
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] [C2mim]BF4 イオン液体中で生成する [Co(II)(OH2)4] 錯体周辺の溶媒和構造とソルバトクロミズムに関する理論的研究2016

    • 著者名/発表者名
      黒木 菜保子,鷹尾 康一朗,森 寛敏
    • 学会等名
      分子シミュレーション討論会 2016
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 有効フラグメントポテンシャル法を用いた分子動力学計算による 超臨界CO2のゆらぎの検討2016

    • 著者名/発表者名
      黒木 菜保子,森 寛敏
    • 学会等名
      第10回 分子科学討論会
    • 発表場所
      神戸ファッションマート
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] イオン液体環境場に置かれた錯体 [Co(H2O)4]2+ の電子構造に関する理論的研究2016

    • 著者名/発表者名
      黒木 菜保子,鷹尾 康一朗,森 寛敏
    • 学会等名
      錯体化学討論会
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2016-09-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] A theoretical and experimental study on structures and properties of novel transition metal complexes of which coordination numbers are controlled without steric hindrance2016

    • 著者名/発表者名
      Nahoko KUROKI, Koichiro TAKAO, Hirotoshi MORI
    • 学会等名
      Theory & Applications of Compuational Chemistry
    • 発表場所
      Univ. of Washington
    • 年月日
      2016-08-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 有効フラグメントポテンシャル法による分子シミュレーション: イミダゾリウム系イオン液体の物性評価2016

    • 著者名/発表者名
      黒木 菜保子,森 寛敏
    • 学会等名
      理論化学討論会 2016
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2016-05-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      https://sites.google.com/site/qmsforest/project/ilefp

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ocha.ac.jp/news/20180131_01.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-06-07  

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