高分子鎖のモレキュラーダイナミクス-高次構造の第一原理設計を目指して-

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12127206
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 山本 隆 山口大学, 理学部, 教授 (00127797)
• 研究分担者: 藤原 進 京都工芸繊維大学, 繊維学部, 助教授 (30280598) ; 浦上 直人 山口大学, 理学部, 助手 (50314795) ; 野崎 浩二 山口大学, 理学部, 助教授 (80253136)
• キーワード: 高分子結晶化 / 分子シミュレーション / 一次核形成 / 結晶成長 / 分子鎖の折り畳み / 界面秩序化 / モレキュラー・ダイナミクス

研究概要

本年度は、最終年度の総まとめとして、以下のような研究を行った。
昨年度に報告した高分子融液からの結晶化シミュレーションを、十分に大きな系に拡張し、以下のような成果を得た。
(a)定常的な折り畳み成長の観測に成功し、成長様式の温度変化、成長速度の大きな揺らぎの存在、特徴的な成長ラメラの形態などを明らかにした。
(b)成長界面での詳細な分子折り畳み過程、結晶ステムの吸着過程、フォールド面の統計的な構造、などを明らかにした。
(c)成長しつつある結晶と共存する過冷却液体の構造を詳細に検討した。特別な配向秩序は観測されず、低分子の結晶化と同様の等方的融液からの折り畳み結晶成長といった描像が正しいことが示された。
更に(d)配向非晶質状態からの繊維構造形成過程を、分子動力学シミュレーションによって明らかにした。特に、繊維構造の発現過程における、様々な秩序度(密度、系のエネルギー、トランス連鎖長、など)の時間変化が、ひとつのマスターカーブで記述されることが確認され、特殊な結晶化前駆現象の存在が否定された。

研究成果

• [文献書誌] H.Z.Li, T.Yamamoto: "A molecular dynamics simulation of the surface-ordered phase of n-alkanes: the effect of chain length"J. Phys. Soc. Japan. 71. 1083-1090 (2002)
• [文献書誌] A.Koyama, T.Yamamoto, K.Fukao, Y.Miyamoto: "Molecular dynamics simulation of polymer crystallization from an oriented amorphous state"Phys. Rev. E. 65. 050801 (2002)
• [文献書誌] T.Yamamoto: "Molecular dynamics simulation of polymer crystallization from the melt"J. Macromol.Sci.Phys.. (in print).
• [文献書誌] A.Koyama, T.Yamamoto, K.Fukao, Y.Miyamoto: "Molecular dynamics studies on polymer crystallization from a stretched amorphous state"J. Macromol.Sci.Phys.. (in print).
• [文献書誌] N.Urakami, M.Imai: "The effect of the sphere size on the phase behavior in the rod and sphere mixture"J. Macromol.Sci.Phys.. (in print).
• [文献書誌] 小山 暁, 山本 隆: "高分子結晶化のモレキュラー・ダイナミクス"日本ゴム協会誌. 75. 430-434 (2002)