複雑液体の物理-A03 計算機シミュレーションによる解析-

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07236102
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 土井 正男 名古屋大学, 工学部, 教授 (70087104)
• 研究分担者: 星野 公三 広島大学, 総合科学部, 教授 (30134951) ; 藤原 毅夫 東京大学, 工学部, 教授 (90011113) ; 樋渡 保秋 金沢大学, 理学部, 教授 (20019491) ; 高野 宏 慶応義塾大学, 理工学部, 助教授 (90154806) ; 川勝 年洋 東京都立大学, 理学部, 助教授 (20214596)
• キーワード: ブロック高分子 / 自己組織・構造 / 界面活性剤 / 排除体積効果 / 炭素クラスター / ガラス転移 / 第一原理分子動力学 / 擬ポテンシャル

研究概要

土井は高分子ブレンドやブロック高分子がつくるナノスケールの自己組織構造の形成過程をシミュレーションするためにの新しい計算方法を開発した。この方法は計算の各ステップで平均場近似により自由エネルギー密度汎関数を計算しながら組織構造の時間発展を求めるものであり、任意の分子アーキテクチュアの任意の混合系の自己組織構造を予測することができ、広範な問題への応用の可能性を持っている。
川勝は高分子相分離系の動力学を記述する現象論方程式である時間依存Ginzburg-Lamdau型の方程式に、構成高分子の配位などの分子内自由度の効果を、運動係数及び自由エネルギーを通じて取り入れる拡張を行い、計算機シミュレーションによってその有効性を確認した。
高野は希薄溶液中の高分子鎖に対して、液体力学的相互作用により緩和率スペクトルがどのように変化するか、またスリットの間に閉じこめられた高分子の緩和スペクトルとスリット間隔の関係をシミュレーションおよび理論解析によって明らかにした。
樋渡はガラス転移にともなう異常緩和の研究を継続的に行っており、今年度は特にアルカリケイ酸塩ガラスについて混合アルカリ効果の特徴を明らかにした。
藤原は昨年に引き続き密度汎関数法のもとでのオーダーN法を開発している。現在、最適化されたultra-soft擬ポテンシャル、有限温度での効率的な分子動力学アルゴリズムを完成しプログラムコード化している。また、局在基底を自然に生成するアルゴリズムを開発しプログラムコード化している。
星野は第一原理分子動力学法により、高圧下における液体Rbの構造変化と電子状態の関係を明らかにした。また逆問題のアプローチにより、液体金属Rb、Csの有効イオン間ポテンシャルの密度依存性を広い温度・圧力領域において調べ、その特徴的振る舞いを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] A.Ogawa: "Forced Periodic and Qiasi-Periodic Patterns in Anisotropic Systems" J.de Physique II(France). 6.NO.2. 305-328 (1996)
• [文献書誌] T.Kawakatsu: "Computer Simulations of Phase Separations in Surfactant Solutions" Mol.Sin.16. 47-57 (1996)
• [文献書誌] T,Maeda: "Mean Field Monte Carlo Methods : Application to Nematic Transitions" J.Phys.Soc.Jpn.65・9. 2895-2899 (1996)
• [文献書誌] R,Hasegawa: "Optimum Graft Density for Dispersing Particles in Palymer Melts" Macronolecules. 29・20. 6656-6662 (1996)
• [文献書誌] Y.Masubuchi: "Conformational Dynamics of DNA during Biased Sionsoidal Field Gel Electrophoresis" Electrophoresis. 17. 1065-1074 (1996)
• [文献書誌] H.Kodama: "Shear Induced Instability of Lumellar Phase of Block Copolymer" Macromolecules. 29・7. 2652-2658 (1996)
• [文献書誌] T,Muranaka: "Study on the β Peak of X" for a Two-Dimensional Supercooled Fluid State via Molecular Dynamics Simulation" J.Molecular Simulation. 16. 387-397 (1996)
• [文献書誌] T.Muranaka: "Coupling between Jump Motion and Correlated Motions" Proceeding of YKIS 96. (1997)
• [文献書誌] T.Hashimoto: "Structural Transformations of Ice at High Pressures via Molecular Dynamics Simulations" J.Molecular Simulation. 18. 115-132 (1996)
• [文献書誌] 橋本保: "氷に関する最近の分子動力学シミュレーション-氷の構造相転移-" 日本雪氷学会誌・雪氷. 58・5. 422-424 (1996)
• [文献書誌] Y.Hiwatari: "Molecular-Dynamics Similation for the Formation Process of a Fillerence Molecule" RIKEN Review. 14. 7-8 (1996)
• [文献書誌] K.Uehara: "First-Principle Molecular Dynamics Calulation of Selenium Clusters" Proceeding of the ISSPIC 8.
• [文献書誌] J,K,Harden: "The Effect of Added Triblock Copolymer on the Nonlinear Rjeology of Ordered Diblock Copolymer Mesophases" J,Rheology. 40・1. 187-197 (1996)
• [文献書誌] J.Habasaki: "Fraction Excitation and Levy Flight Dynamics in Alkari Silicate Glasses" Phys.Rev.B. (1997)
• [文献書誌] J.Habasaki: "Relaxation Processes and the Mixed Alkali Effect in Alkali Metasilicate Glasses" Presented MRS Fall Meetings invited Talk. (1996)
• [文献書誌] J.Habasaki: "MD Study of the Mixed Alkali Effect in Terms of the Potential Surface in the Lithium-Patassium Metasilicate Glass" J.Non-Cryst.Solids. (1997)
• [文献書誌] J.Habasaki: "Mixed Alkali Effect in Alkali Metadilicate Glasses" Proceedings of YKIS 96. (1997)
• [文献書誌] 中崎潤子: "アルカリケイ酸塩ガラスの構造とダイナミクスガラス転移、緩和現象と混合アルカリ効果" 高分子論文集. 12月号. 1-10 (1996)
• [文献書誌] T.Fujiwara: "Scaling properties of wave functions and transport coefficients in qiasicrystals" Phys.Rev.B. 53・6. R2910-2913 (1996)
• [文献書誌] T.Hoshi: "Electric Structure Calculations and Molecular Dynamics using Real-pace Method and Optimized ultra-soft pseudopotential" Frontiers in Materials Modelling and Design (Springer). (1997)