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J-GLOBAL ID：201102239423788430   整理番号：11A0821385

「界面」における分子の「動き」を予測する~界面現象の予測に特化した分子動力学計算~

著者 (3件)： 南太規 (東京理大 大学院理工学研究科) ,  阿部正彦 (東京理大 大学院理工学研究科) ,  阿部正彦 (東京理大 総合研究機構)
資料名： 表面(表面談話会・コロイド懇話会)  (Reviews and Topics on Surface Science & Technology Avant-Garde)
巻： 48  号： 11  ページ： 355-364  発行年： 2010年11月01日 
JST資料番号： G0745A  ISSN： 0367-648X  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 解説  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 水中での疎水性固体表面への界面活性剤分子の吸着は,表面改質などの学術的および産業的応用において重要な現象であり,多くの実験的および理論的研究がなされている。吸着機構の解明には界面活性剤が形成する吸着層の構造と機能を動的に解明する必要があり,分子が形成する構造や動きを予測する手段として分子動力学法を用いた分子シミュレーションが用いられている。しかし,「界面」が含む膨大な数の分子座標の変化の計算は困難である。そこで,系の一部を取り出した有限なセルを対象とし,しかもセルの端に存在する分子についても内部分子との挙動差がないように,従来の周期境界条件(PBC)を用いた手法に周期殻境界条件(PSBC)を併用した新手法を開発した。PSBCは,シミュレーションセル(SC)の端の領域のみを複製して仮想セル(VC)とし,これをSCの端に隣接させて並べ,固体表面に平行な方向にPBCを適用し,反対側の境界面にPSBCを適用する方法である。これによって,固体表面を向かい合わせることなく,ひとつの固体表面のみを考慮して分子の吸着挙動の再現が可能となった。本稿では,PSBCを併用した分子動力学法の計算例として,疎水性グラファイト表面へのドデシル硫酸ナトリウム(SDS)およびセチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTBA)の吸着挙動予測を紹介した。本手法により,界面における分子の挙動について高精度の計算が可能となった。本法はさらにシリカなどの親水性固体表面および油と水のような液/液界面にも適用可能である。

シソーラス用語： *固液界面 ,  *界面活性剤 ,  化学的加工 ,  *分子動力学 ,  層 ,  疎水性相互作用 ,  *吸着 ,  表面構造 ,  モデリング ,  *計算機シミュレーション ,  分子構造 ,  水溶液 ,  超音波照射 ,  グラファイト ,  予測技法 ,  Lennard-Jonesポテンシャル ,  Coulombポテンシャル ,  経時変化 ,  脂肪族アミン ,  第四アンモニウム ,  脂肪族アルコール ,  無機酸エステル
準シソーラス用語： *吸着構造 ,  吸着層 ,  周期的境界条件 ,  親水化 ,  *分子シミュレーション

分類 (3件)： 固-液界面  (CB12050B) ,  合成洗剤  (YG02030L) ,  数値計算  (JE02000J)

物質索引 (2件)： セチルトリメチルアンモニウムブロミド ,  ドデシル硫酸ナトリウム

引用文献 (24件)：

• 1) S. G. Dixit, A. K. Vanjara, J. Nagarkar, M. Nikoorazm, T. Desai, Coll. Surf A: Physicochem. Eng. Asp. 205, 39 (2002).
• 2) R. Zhang, P. Somasundaran, Adv. Coll. Mt. Sci. 123, 213 (2006).
• 3) P. Somasundaran, T. W. Healy, D. W. Fuerstenau, J. Phys. Chem. 68, 3562 (1964).
• 4) R. A. Johnson, R. Nagarajan, Coll. Surf A: Physicochem. Eng. Asp. 167, 31 (2000).
• 5) F. Tiberg, J. Brinck, L. Grant, Current. Opinion in Coll. Mt. Sci. 4, 411 (2000).

タイトルに関連する用語 (7件)： 界面 ,  分子 ,  動き ,  予測 ,  界面現象 ,  特化 ,  分子動力学計算