一般化自由エネルギー計算とマルチスケールMDに基づく液液界面の分子理論の発展

• 研究課題/領域番号: 25K01721
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分32010:基礎物理化学関連
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 森田 明弘 東北大学, 理学研究科, 教授 (70252418)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2030-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2029年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2028年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2027年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2026年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2025年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
• キーワード: 分子シミュレーション / 液体界面 / 自由エネルギー

研究開始時の研究の概要

化学のさまざま分野で重要な混ざり合わない液液界面の分子描像を、分子動力学(MD)シミュレーションに基づく新たな視点で分野横断的に解明する。界面現象を記述する鍵となる界面の構造ゆらぎ、水和水、複合体形成、電子移動の溶媒和などの概念を一般化座標上の自由エネルギー計算で解明する汎用的な手法を提案して、液液界面のミクロな描像を得る方法論を確立する。さらに界面を開放系として扱うグランドカノニカルMDを実装して拡散層との連成計算を実現し、外部との物質移動を含む現実の電気化学計測の状況の界面を分子レベルの精密さで解析する手法を開発する。