2004 Fiscal Year Annual Research Report
シミュレーションによるスマートメンブレンの分子設計と機能予測
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13133203
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| Research Institution | Hyogo University of Teacher Education |
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Principal Investigator |
福田 光完 兵庫教育大学, 学校教育学部, 教授 (40183587)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
玉井 良則 福井大学, 工学部, 助教授 (50324140)
岡本 茂 名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50262944)
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| Keywords | 構造・機能材料 / ナノ材料 / 表面・界面物性 / 分子認識 / 計算化学 |
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| Research Abstract |
1.剛直鎖を用いた環状分子による「スマートメンブレンの分子設計」については,まず含フッ素イミドを対象にして凝集構造を制御する方法を検討した。他班によって実際に合成された分子との実験結果との比較検討を行い,機能性を上昇させるためには側鎖構造が大きく影響していることが判明した。さらにアラミドを対象として環状分子の設計を行い,環状分子の堆積によって円筒型の分子キャビティーができる可能性を分子軌道計算と分子動力学(MD)シミュレーションにより示した。また,このような分子キャビティーを有するメンブレンを作成する上で,側鎖アルキル基と相互作用のある溶媒を利用することが一つの方策であることを見出した。いずれも剛直鎖を用いた環状分子を利用するユニークな研究であり,スマートメンブレンの分子設計と機能性を知る上で有用な結果が得られたといえる。
2.シンジオタクチックポリスチレン(s-PS)結晶における分子キャビティーへの溶媒分子の取り込み作用を検討するため,溶媒と高分子結晶膜との2相界面モデルを作成した。例として,ベンゼン分子の膜への浸入過程をMDシミュレーションによって解析し,結晶面の構造との関係を調査した。また,クロロホルムとベンゼンの溶媒交換過程についても同様に2相界面モデルを構築した。その結果,溶媒の浸透は(100)面のみから生じ,結晶膜が有機溶媒の浸透に対して,強い異方性を持つことが明らかとなった。また,溶媒交換のシミュレーションにおいては,結晶中のベンゼンが液相に移動し,生じた空孔にクロロホルムが浸透する様子が観察された。このような溶媒交換の過程を実験で観察することは不可能であり,本シミュレーションにより始めて明らかとなった。
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Research Products
(6 results)
