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Theoretical Modeling of Surfactant Aggregation Behavior

表面活性剂聚集行为的理论模型

基本信息

批准号：
20H02696
负责人：
甲賀研一郎
金额：
$ 10.23万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題の目的はミセル形成を説明する既存の現象論的理論モデルを検証し，現実的な界面活性剤分子モデルを用いた分子動力学シミュレーションにより，ミセル形成自由エネルギーの構成要素を明らかにし，その結果に基づいて第一原理的に界面活性剤分子についてミセル形成自由エネルギーを与え，定量的なテストに耐えうる理論モデルを構築することである．本年度は第一に，界面活性剤を含む水溶液の大規模分子シミュレーションを実行し，界面活性剤分子間の静電相互作用エネルギー及び分散力によるエネルギー，界面活性剤分子と溶媒（水）との間の静電相互作用エネルギー及び分散力によるエネルギーを計算した．これにより，ミセル形成自由エネルギーの構成要素をエネルギー面から明らかにした．第二に，ミセル形成自由エネルギーの構成要素の一部である疎水性相互作用および疎水性部位の溶解度について詳細に調べた．溶液中の疎水性溶質の溶媒和自由エネルギーに対するイオン添加およびpH効果を統合的に理解するための計算を実施し，溶解度に対する塩添加効果の尺度であるセチェノフ係数Ksと疎水性相互作用に対する塩添加効果の尺度である浸透第２ビリアル係数Bのイオン濃度微分係数CIの相関関係を確かめた．この成果は2023年度中にまとめ，投稿する計画である．第三に，疎水性溶質分子間に働く有効相互作用が，溶質分子サイズと共にどのように変化するのかを明らかにする目的の研究を実施した．大規模分子シミュレーションを実行し，水中のメタン型分子間に働く疎水性相互作用および単純液体中のメタン型分子間に働く有効相互作用を，平均力ポテンシャルw(r)および浸透第２ビリアル係数Bとして評価した．溶質分子サイズ依存性の計算を行った．その結果，水溶液中ではBが負の値をとり，その絶対値が溶質分子直径σの６乗に比例して大きくなることを見出した．

The purpose of this research project is to demonstrate the existing phenomenological theory of the formation of a ring, and to demonstrate the molecular dynamics of the present interfacial active agent molecule, and to clarify the constituent elements of the formation of a free ring. The theory of quantitative analysis For the first time in the year, large-scale molecular interactions between surfactant molecules and aqueous solutions were carried out. Electrostatic interactions between surfactant molecules and aqueous solutions were calculated. In this case, it is necessary to form a free living environment and its constituent elements. Second, the formation of free radicals is part of the constituent elements of the aqueous interaction and the solubility of the aqueous site. The calculation of solvent and free radical effect of aqueous solute in solution is carried out, and the correlation between solubility and additive effect is confirmed. The results of the 2023 Annual Report Third, the study of the interaction between aqueous solute molecules is carried out. The large-scale molecular system is implemented in water, and the average force of intermolecular interaction in pure liquid is calculated by the second order coefficient B. Calculation of molecular dependency of solute. As a result, B in aqueous solution is negative, and B is absolute.

项目成果

期刊论文数量（14）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

パデュー大学/コーネル大学(米国)

普渡大学/康奈尔大学（美国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Theory of electrolytes including steric, attractive, and hydration interactions

电解质理论，包括空间相互作用、吸引力相互作用和水合相互作用

DOI：
10.1063/5.0015446
发表时间：
2020
期刊：
The Journal of Chemical Physics
影响因子：
0
作者：
Ryuichi Okamoto;Kenichiro Koga;and Akira Onuki
通讯作者：
and Akira Onuki

Osmotic second virial coefficients for hydrophobic interactions: Ion-specific effects and solute- size dependences

疏水相互作用的渗透第二维里系数：离子特异性效应和溶质尺寸依赖性

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kenichiro Koga
通讯作者：
Kenichiro Koga

Ion-size dependences of the salting-out effect

盐析效应的离子尺寸依赖性

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Makoto Sako;Takanori Aoki;Nadine Zumbrägel;Lukas Schober;Harald Gröger;Shinobu Takizawa;Hiroaki Sasai;Kenichiro Koga
通讯作者：
Kenichiro Koga

Wetting and Nonwetting near a Tricritical Point

三临界点附近的润湿和不润湿