| 研究課題/領域番号 |
20K15108
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分28010:ナノ構造化学関連
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
石井 良樹 兵庫県立大学, 情報科学研究科, 特任講師 (20806939)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | ソフトマター / 不均一系 / ナノ構造 / 分子動力学 / 第一原理 / 分子モデリング / 統計力学 / 輸送係数 |
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| 研究成果の概要 |
密度汎関数理論に基づく第一原理計算と分子動力学法を応用することで，ナノ相分離ソフトマターの高精度モデリングに成功した。これにより，非イオン性の官能基による自己組織化構造とイオン性の官能基によるナノドメインの形成を大規模分子シミュレーションから再現することができ，ナノ空間を拡散する水分子やイオンの分子論だけでなく，複雑な自己組織化構造の違いが分子輸送機能に及ぼす影響を解明することができた。さらにそのようなナノ界面の分子描像を実在系の理解と繋げるため，水素結合状態を反映する赤外分光スペクトルの空間分割解析の方法論を新たに確立し，様々なソフトマター界面がもつ溶液化学特性の微視的解明に成功した。
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| 自由記述の分野 |
計算化学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では計算化学の方法論をアプローチとして，様々なナノ相分離構造を形成するソフトマターの分子シミュレーション基盤を確立することができた。特に複雑な相互作用が働くことで緩和速度が局所的に遅くなる電解質やガラス，高分子系の分子モデル設計と水素結合特性やナノ構造・物性挙動の解明は学術的意義が高く，自己組織化材料の成果はアメリカ科学振興協会の国際学術誌「Science Advances」に掲載された。さらに本研究の解析手法は，産業界で注目されている機能性材料の計算研究へも現在展開できており，材料設計指針に資する継続的な知見創成も期待される。
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