| 研究課題/領域番号 |
18KK0151
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
甲賀 研一郎 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 教授 (10315020)
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| 研究分担者 |
岡本 隆一 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特任講師 (10636385)
墨 智成 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 准教授 (40345955)
望月 建爾 信州大学, 学術研究院繊維学系, 助教 (40734554) [辞退]
植松 祐輝 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (30830111)
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| 研究期間 (年度) |
2018-10-09 – 2024-03-31
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| キーワード | 疎水効果 / 疎水性相互作用 / 溶媒和 / イオン |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は水溶液中において発現する溶媒誘起相互作用の環境応答機構を解明することである．
2023年度は，溶媒誘起相互作用のイオン添加に対する応答機構および温度変化に対する応答機構の解明に係る研究を推進した．
まず，昨年度に引き続き，セチェノフ係数KsとSEA係数CIの関係を分子シミュレーションに基づき検証することを行った．Ksは溶解度に対する塩析効果を表し，CIは浸透第２ビリアル係数Bに対する塩添加効果を与える．純水および水溶液中のメタンのB及び水溶液のKsを様々な溶質種および共溶媒種（イオンまたはアルコール）に関して計算した．Ksが負の値をもつ場合も含めて計算を行った．統計力学理論から以前我々が導いた関係式[CI = CI(1) + Ks^2/4]に今回の計算結果がほぼ一致することがわかった．この成果は2024年度中に論文として発表する計画である．
第二に，メタンサイズからC60サイズまでの疎水性溶質分子間に働く溶媒誘起相互作用w(r)の計算を，低温，室温，および高温で行い，w(r)の溶質分子サイズ依存性と共にその温度依存性を明らかにした．また，w(r)の温度依存性から，熱力学関係式により，w(r)に対するエントロピー及びエンタルピーの寄与を数値的に計算した．さらに，２つの溶質分子が一定の距離にあるときの周囲の水分子の構造を解析し，w(r)の極大および極小の微視的起源を明らかにした．これらの研究結果は2024年度中に論文として発表する予定である．
第三に，イオン特異的効果を更に定量的に評価するため，新規イオンモデルの開発を独自の指針に基づき実施した．開発したイオン種はH3O+, OH-, アルカリ金属イオン，ハロゲン化物イオンなど一般的によく利用されるもの
である．
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