RadonPy:高分子情報学のための全原子古典分子動力学シミュレーションを用いた自動物性計算【JST・京大機械翻訳】

Hayashi Yoshihiro; Shiomi Junichiro; Morikawa Junko; Yoshida Ryo

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202216880070573 整理番号：22P0310740

RadonPy:高分子情報学のための全原子古典分子動力学シミュレーションを用いた自動物性計算【JST・京大機械翻訳】

RadonPy: Automated Physical Property Calculation using All-atom Classical Molecular Dynamics Simulations for Polymer Informatics

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発行年： 2022年03月26日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年03月26日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

※このプレプリント論文は学術誌に掲載済みです。なお、学術誌掲載の際には一部内容が変更されている可能性があります。

データ駆動材料研究の急速な成長は,材料特性の体系的に設計されたオープンデータベースを開発する必要がある。しかし,無機結晶のような他の材料系と比較して高分子材料の公開データベースはほとんどない。この目的のために,完全に自動化された全原子古典的分子動力学(MD)シミュレーションのための世界第一オープンソースPythonライブラリーであるRadonPyを開発した。与えられた高分子繰り返し単位に対して,分子モデリング,平衡および非平衡MD計算の全プロセスおよび特性計算を,完全に自動的に行うことができた。本研究では,熱伝導率,密度,比熱容量,熱膨張係数および屈折率を含む15の異なる特性を,1000以上のユニークな非晶質重合体に対して計算した。計算した特性を比較し,PoLyInfoの実験値と系統的に検証した。高スループットデータ生産の間,0.4W/mKを超える非常に高い熱伝導率を有する8つの非晶質ポリマーが,未報告の熱伝導率を有する6つのポリマーを含めて同定された。これらの重合体は,水素結合単位または剛直骨格の高密度を有することが分かった。RadonPyに実装された熱伝導の分解分析は,非晶質高分子の高い熱伝導率を生じる基礎となる機構を明らかにした:水素結合による熱伝達と水素結合単位を有する高分子鎖間の双極子-双極子相互作用,または高い剛性を有する高分子骨格の共有結合による。RadonPyを用いた大量の計算特性データの創造は,無機結晶に対する第一原理計算データベースの出現が,いかに著しく進歩した材料情報学を持つかと同様に,高分子情報学の開発を促進するであろう。【JST・京大機械翻訳】

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, , 【Automatic Indexing@JST】

固体の機械的性質一般 , 計算機シミュレーション , 比熱・熱伝導一般 , 分子の性質一般

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