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プロトン移動などの非断熱量子過程の計算科学的研究を可能とするために、分子集団系における核の量子ダイナミックスに対するシミュレーションの新規方法論の開発を量子古典混合系近似の手法を基礎に展開し、化学反応における零点エネルギー、熱活性、トンネル等に対し、運動方程式に基づいた動力学シミュレーション手法を確立し、実在系への展開を図る。この研究計画の中で本年度は、水溶液中におけるマロンアルデヒド分子のプロトン移動反応のポテンシャルモデルを構築し、計算プログラムの開発を行った。これにより、これまでに確立した計算手法を用いた実在系の量子ダイナミクスシミュレーションを実行する準備が完了した。
一方、可溶化分子を含むミセルの水溶液中における熱力学的安定性を評価することを目指し、メタンからオクタンまでのアルカン分子をバルク水溶液からSDSミセルコアへ移動する際の自由エネルギー変化を分子動力学法により算出した。この結果が実験結果とよく一致したことを確認した上で、可溶化に対する分子論的な機構を議論した。
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