| 研究課題/領域番号 |
26287099
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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, 自然科学研究科, 教授 (10315020)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 疎水効果 / 疎水性相互作用 / 気液界面 / 浸透第二ビリアル係数 |
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| 研究実績の概要 |
（１）バルク液体における平均場近似理論を拡張し，不均一系である気液界面における疎水性分子の溶媒和自由エネルギーの温度および局所密度依存性が統一的に理解できることを示した。
（２）カーボンナノチューブ内部の水が示す固液相転移に一次転移と連続転移の両方の可能性があるか、それに関連して臨界点が存在するかどうか、を明確に示すため、大規模分子シミュレーションおよび有限サイズスケーリング解析を行った。結果は、臨界点の存在を支持するものであった。すべての計算結果をまとめ、温度-圧力面における相図を提示した。
（３）上と同様の計算をナノチューブ内部のアルゴン液体・固体についても行い、水に限らず、単純液体においても固液臨界点が存在することを明確に示した。
（４）浸透第２ビリアル係数Bは浸透圧または溶質活動度を溶質濃度で展開することから求めることができる。温度を固定し、溶媒化学ポテンシャルを固定すると、２次の項の係数として直接Bが得られる。われわれは溶媒化学ポテンシャルの代わりに、圧力を固定する場合、溶媒密度を固定する場合、および気液平衡を指定する場合についての展開を行い、その展開係数をそれぞれB',B'', Bcoexとし、これらｔBとの関係を示した。実験および状態方程式からBを決定する方法について議論した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究時間は必ずしも十分ではなかったが、効率よく研究を行うことをこころがけ、さらに、他の業務に支障のない範囲で国内外の研究者の所属機関へ出張し、集中的に研究を行い、おおむね順調に進展させることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
（１）疎水性分子の過剰化学ポテンシャルと疎水性相互作用の強さの関係を、温度を変化させる場合、圧力変化の場合、および塩濃度変化の場合について解析する。いまのところいずれの場合も、過剰化学ポテンシャルが大きくなるにつれ、相互作用の強さが強くなり、それがほぼ線形な相関を示すことがわかっている。その原因を明らかにすることにまず注力する。
（２）単純な溶質の水溶液から、親水性と疎水性の部位をもつ溶質分子・高分子の水溶液へと対象とする系を拡張し、そのような系で下部臨界温度が出現するメカニズムを明らかにする。
（３）単純な疎水基からなるホモポリマーの水溶液中におけるコンフォメーションの温度依存性について、そのモデル系を構築し、計算を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
購入予定であった物品の一部が予定していた性能に達しておらず、購入を見送ったため、次年度使用額が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
当該助成金および翌年度分として請求した助成金を、物品購入、旅費、および人件費にあて、効率よく研究をすすめる。
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