| 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, その他部局等, 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 / 水溶性高分子 / 共貧溶媒性 / コイル-グロビュール転移 |
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| 研究実績の概要 |
（１）PNIPAM水溶液における圧力誘起凝集機構の解明に取り組んだ．圧力上昇に伴い，NiPPA分子間の有効引力が強まり，その主要因は無極性相互作用の寄与であることを指摘した．またクーロン力の寄与は圧力増加とともに弱まる．水溶液中における圧力依存性と同様の現象は，無極性溶媒中のNiPPA分子間においても観測された．
（２）下部臨界点上の温度におけるNiPPA水溶液の液液相分離のMDシミュレーションを行い，
温度上昇に伴い強化されるNiPPA分子間の有効引力が相分離の主要因であることを指摘した．さらに，
NiPPA分子間の有効相互作用が強まる主要因は，無極性相互作用（疎水性相互作用）の増強によることを明らかにした．
（３）水＋エタノール混合溶液における疎水性分子の共貧溶媒性を調べるためMDシミュレーションを行い，その微視的起源を明らかにすることを試みた．モデル溶質は，メタン型モノマー，二量体，三量体，四量体である．一般に過剰化学ポテンシャル(μ*)はエタノール濃度の増加とともに減少する．しかし，メタン２分子間の平均力ポテンシャル（＝２量体のμ*-モノマーのμ*x2)はメタノール分率が0.4付近で極小となる．その挙動は対応するcavity（溶質-溶媒相互作用が斥力のみの場合）の平均力ポテンシャルにおいても見いだされる．すなわち，このモデル系で観測される共貧溶媒性の起源は，溶質-溶媒間相互作用によらず，溶液内の空孔形成能の濃度依存性にあることが明らかになった．
（４）高分子水溶液中におけるコイル-グロビュール転移を再現する，モデル高分子を開発し，そのMDシミュレーションを行った．特に，水の役割について検討した．それによると，モノマーの溶解度の温度依存性には水と無極性溶媒の差は見られず，モノマー間の平均力ポテンシャルの温度依存性において初めて水と無極性溶媒の差が現れることを明らかにした．
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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
研究時間を必ずしも十分確保できたとは言えないが，集中的に研究を行うことを心がけ，さらに他業務に支障のない範囲で国内外の研究機関を訪問し，その場で研究交流を行い，研究を推進することができた．
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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。これまでの予備的解析から，メタン型分子の過剰化学ポテンシャルは，斥力相互作用と引力相互作用の寄与に分ける平均場近似で温度・圧力・塩濃度依存性が説明できることがわかっている．今後は，平均力ポテンシャルについても平均場近似の妥当性を確認する．
（２）温度変化によりコイルグロビュール転移を示すモデル疎水性高分子を構築した．このモデルを用いて，塩添加効果について調べる．まず，一定温度における高分子のコンフォーメーションに対する塩の添加効果を調べる．そこで塩の種類によって添加効果に差異があるかどうかを明らかにし，その結果を解析する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
旅費としての経費が見積もりよりも若干抑制できたため．
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| 次年度使用額の使用計画 |
今年度の旅費に使用する予定である．
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