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J-GLOBAL ID：201902215713506791   整理番号：19A0491224

電解質溶液との接触におけるヒドロキシアパタイトナノポアの分子動力学シミュレーション 水の表面反応性と構造,動力学,振動特性に及ぼすナノ閉じ込めと溶媒和イオンの影響【JST・京大機械翻訳】

Molecular Dynamics Simulations of Hydroxyapatite Nanopores in Contact with Electrolyte Solutions: The Effect of Nanoconfinement and Solvated Ions on the Surface Reactivity and the Structural, Dynamical, and Vibrational Properties of Water

著者 (7件)： Tommaso Devis Di (Queen Mary University of London, School of Biological and Chemical Sciences, Mile End Road, E1 4NS London, UK) ,  Prakash Muthuramalingam (Universite Paris-Est, Laboratoire Modelisation et Simulation Multi Echelle, MSME UMR 8208 CNRS, 94010 Creteil cedex, France) ,  Prakash Muthuramalingam (Sri Ramaswamy Memorial University, SRM Research Institute and Department of Chemistry, Kattankulathur 603203, Tamil Nadu, India) ,  Lemaire Thibault (Universite Paris-Est, Laboratoire Modelisation et Simulation Multi Echelle, MSME UMR 8208 CNRS, 94010 Creteil cedex, France) ,  Lewerenz Marius (Universite Paris-Est, Laboratoire Modelisation et Simulation Multi Echelle, MSME UMR 8208 CNRS, 77454 Marne-la-Vallee cedex 2, France) ,  Leeuw Nora H. de (Cardiff University, School of Chemistry, Main Building, Park Place, Cardiff CF10 3AT, UK) ,  Naili Salah (Universite Paris-Est, Laboratoire Modelisation et Simulation Multi Echelle, MSME UMR 8208 CNRS, 94010 Creteil cedex, France)
資料名： Crystals (Web)  (Crystals (Web))
巻： 7  号： 2  ページ： 57  発行年： 2017年 
JST資料番号： U7169A  ISSN： 2073-4352  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 哺乳類歯エナメル質と骨の主なミネラル相であるヒドロキシアパタイトは,ナノ閉じ込め環境内で成長し,イオンに富む水溶液と接触する。液体水および水性電解質溶液(CaCl2(aq)およびCaF2(aq))と接触する異なる細孔径(20Å≦H≦110Å)のヒドロキシアパタイトナノ細孔を分子動力学シミュレーションを用いて調べ,表面反応性および水の構造および動的特性に及ぼすナノ閉込めおよび溶媒和イオンの影響を定量化した。溶液組成とナノ閉込めの組合せ効果は,バルク液体と比較して水分子の自己拡散係数を著しく遅くした。対と角度分布関数の解析,水素結合の分布,速度自己相関関数,および水のパワースペクトルは,溶液組成とナノ閉じ込めが,特に水水素結合ネットワークの剛性を強化することを示した。カルシウムイオンの配位における水交換事象の計算は,HAP-溶液界面における水分子の動力学が閉じ込めの程度とともに実質的に減少することを明らかにした。溶液中のイオンも表面カルシウムサイトでの水動力学を減少させた。まとめると,水の性質におけるこれらの変化は,溶媒ネットワークに対する全体的な剛性化効果を与え,ヒドロキシアパタイト-溶液界面における反応性を低下させる。表面カチオン脱水のプロセスは,吸着や結晶成長のような鉱物表面で起こる反応の速度論を支配するので,本研究は,ナノ閉じ込めと溶媒和環境がヒドロキシアパタイトの結晶化を囲む分子レベルのイベントにどのように影響するかを示す。Copyright 2019 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： ネットワーク ,  *溶媒和 ,  カチオン ,  *計算機シミュレーション ,  結晶化 ,  *ヒドロキシアパタイト ,  *電解質溶液 ,  水素結合 ,  水分子 ,  *分子動力学 ,  吸着 ,  水溶液 ,  剛性
準シソーラス用語： *ナノ閉込め ,  *分子動力学シミュレーション ,  *ナノ細孔 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (4件)： ヒドロキシアパタイト ,  ナノ閉じ込め ,  電解質溶液 ,  分子動力学

分類 (2件)： 電解質水溶液  (CB05020K) ,  固-液界面  (CB12050B)

引用文献 (71件)：

• Loste, E.; Park, R.J.; Warren, J.; Meldrum, F.C. Precipitation of calcium carbonate in confinement. Adv. Funct. Mater. 2004, 14, 1211-1220.
• Meldrum, F.C.; Cölfen, H. Controlling mineral morphologies and structures in biological and synthetic systems. Chem. Rev. 2003, 108, 4332-4432.
• Wang, Y.; Christenson, H.K.; Meldrum, F.C. Confinement Increases the Lifetimes of Hydroxyapatite Precursors. Chem. Mater. 2014, 26, 5830-5838.
• Schenk, A.S.; Albarracin, E.; Kim, Y.-Y.; Ihli, J.; Meldrum, F.C. Confinement stabilises single crystal vaterite rods. Chem. Commun. 2014, 50, 4729-4732.
• Verch, A.; Côté, A.S.; Darkins, R.; Kim, Y.-Y.; van de Locht, R.; Meldrum, F.C.; Duffy, D.; Kröger, R. Correlation between Anisotropy and Lattice Distortions in Single Crystal Calcite Nanowires Grown in Confinement. Small 2014, 10, 2697-2702.

タイトルに関連する用語 (9件)： 電解質溶液 ,  分子動力学シミュレーション ,  水 ,  表面反応 ,  動力学 ,  振動特性 ,  閉じ込め ,  溶媒和 ,  イオン