| 研究課題/領域番号 |
19K05372
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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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| 審査区分 |
小区分32010:基礎物理化学関連
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| 研究機関 | 統計数理研究所 (2021)
滋賀大学 (2019-2020) |
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研究代表者 |
高柳 昌芳 統計数理研究所, 統計思考院, 特任准教授 (70597575)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 分子シミュレーション / 分子動力学計算 / 密度汎関数理論計算 / ラジカル重合 / ビニルポリマー / 量子化学計算 / 立体規則性 / ポリメタクリル酸メチル / ＲｅｄＭｏｏｎ法 / Red Moon法 / 機械学習 / 有機金属錯体 / 分子動力学シミュレーション / ベイズ最適化 / Red Moon |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高分子の立体規則性などのミクロ物性を再現可能な高分子重合過程シミュレーション手法の開発を行う。個々の原子を扱う分子シミュレーション技法を用いることで、ミクロ物性を定量的に再現できるが、そのためには膨大な計算コストが必要となる。そこで、ベイズ最適化などの機械学習手法を適用することで必要な計算コストの削減を行い、これまでは実現できていないミクロ物性の定量的予測を実現する。
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| 研究成果の概要 |
高分子の立体規則性などのミクロ物性を再現可能な高分子重合過程シミュレーション手法の開発を行った。分子動力学シミュレーションとモンテカルロ法の組み合わせにより、複数種類の化学反応の反復実行により生成される複雑な系の構築を実現するRed Moon法のプログラム開発を実施した。
それに加え、有機金属錯体のナノ細孔内におけるゲスト分子挙動を分析することで、ナノ細孔内で実施される高分子精密重合に対する分子レベルでの知見を得ることに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
分子シミュレーション技法の活用により、高分子重合反応シミュレーションを実施することにより、実験データを直接参考にすることなく、得られる高分子のミクロ物性を予測可能な技法の開発に成功した。本手法を活用することで温度などの熱力学条件や、ナノ空間の制限空間内での重合など、種々の条件での重合をシミュレート可能となり、さらなる精密重合の実現へとつながるものである。
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