Understanding solvent-mediated forces with diverse responses to ions, co-solvents, and temperature

了解溶剂介导的力对离子、共溶剂和温度的不同反应

• 批准号: 18KK0151
• 负责人: 甲賀 研一郎
• 金额: $ 11.48万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-10-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18KK0151/
• 关键词: 疎水効果; 疎水性相互作用; 溶媒和; ミセル; イオン; イオン添加効果; 浸透第二ビリアル係数; セチェノフ係数; 溶媒誘起力; ミセル形成; 相分離; 環境応答

次の三課題について研究を実施した．課題１．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る目的で研究を実施した．分子動力学シミュレーションにより水中および水溶液中のメタンのB及び水溶液のKsを計算した．イオン種はHCl, LiCl, NaCl, CsCl, MgCl2, LiF, NaF, CsF, LiI, NaI, CsI, NaOH, アルコール種はメタノール，エタノール，プロパノールである．シミュレーションの結果は，理論式CI = CI(1) + Ks^2/4　にほぼ一致することがわかった．課題２．ミセル形成駆動力の構成要素の解明に取り組んだ．界面活性剤分子および水分子からなるモデル系の分子動力学シミュレーションを行い，ミセルを形成する界面活性剤分子の疎水基部分の溶媒和自由エネルギー，親水基部分の静電エネルギーを評価した．課題３．溶媒中の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．また，一定の熱力学条件下の単純液体中でBが正の値をとり，その絶対値は，水中と同じく溶質分子直径σの６乗に比例することがわかった．これらの成果を論文にまとめ，J. Chem. Phys. のCommunicationsセクションにて発表した．

The third topic of the second grade is に, に, て, て, which studies を practical application た. Topic 1 Solubility に す seaborne る salt added services fruit の scale で あ る セ チ ェ ノ フ coefficient Ks と 疎 water-based interaction に す seaborne る salt added services fruit の scale で あ る soak 2 ビ リ ア ル coefficient B の イ オ ン phase concentration differential coefficient CI の masato masato is を か indeed め る objectives で を be applied し た. Molecular dynamics シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ り water お よ び in aqueous solution, is の メ タ ン の B aqueous solution and び の Ks を computing し た. イ オ ン kind は HCl, LiCl, NaCl, CsCl, MgCl2, LiF, NaF, CsF, LiI, NaI, CsI, NaOH, ア ル コ ー ル kind は メ タ ノ ー ル, エ タ ノ ー ル, プ ロ パ ノ ー ル で あ る. シ ミ ュ レ ー シ ョ ン は の results, theoretical type CI = CI Ks ^ (1) + 2/4 に ほ ぼ consistent す る こ と が わ か っ た. Topic 2 Youdaoplaceholder0 セ 駆 forming 駆 driving force <e:1> constituent elements <e:1> explanation に taking the group んだ. Interfacial activity tonic molecular お よ び water molecules か ら な る モ デ ル is の molecular dynamics シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を い, ミ セ ル を form す る interface active tonic molecular の 疎 water-based part の solvent and free エ ネ ル ギ ー, hydrophilic group part の electrostatic エ ネ ル ギ ー を review 価 し た. Topic 3 の solute in the solvent molecules に 働 く have sharper が, interaction between the solute molecules サ イ ズ と altogether に ど の よ う に variations change す る の か を Ming ら か に す る objectives の を be applied し た. Large molecular シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を be し, water の メ タ ン type intermolecular に 働 く 疎 water-based interaction お よ び 単 pure liquid の メ タ ン type intermolecular に 働 く have sharper を interaction, the average force ポ テ ン シ ャ ル w (r) お よ び soak 2 ビ リ ア ル coefficient B と し て review 価 し た. Solute molecule サ ズ dependence <s:1> calculation を rows った. そ の results, in aqueous solution, で は B が negative の numerical を と り, そ の unique numerical が seaborne solute diameter 6 sigma の 乗 に proportion し て big き く な る こ と を shows し た. ま た, some の thermodynamic conditions の 単 で が B in the pure liquid is の numerical を と り, そ の unique numerical は seaborne, water と with じ く solute diameter 6 sigma の 乗 に proportion す る こ と が わ か っ た. Result を こ れ ら の に ま と め, j. Chem. Phys. の Communications セ ク シ ョ ン に て 発 table し た.

项目成果

水の界面物性計算理論の構築と疎水性界面における帯電メカニズムの解明

构建计算水界面性质的理论并阐明疏水界面的充电机制

• 发表时间: 2022
• 作者: 植松祐輝

水界面における誘電率と粘性の異常性の起源と電気浸透のための有効理論

水界面反常介电常数和粘度的起源及电渗的有效理论

• 发表时间: 2022
• 作者: 2.Franziska Kuehn;Satoko Katsuragi;Yasuhiro Oki;Cedric Scholz;Shuji Akai;Harald Groeger;植松祐輝
• 通讯作者: 植松祐輝

タンパク質構造安定性のエネルギー論

蛋白质结构稳定性的能量学

• 发表时间: 2019
• 作者: Tetsu Yonezawa;墨智成，甲賀研一郎
• 通讯作者: 墨智成，甲賀研一郎

The 13th Mini-Symposium on Liquids

第十三届液体小型研讨会

• 发表时间: 2019

タンパク質の熱力学的安定性における主要因

蛋白质热力学稳定性的关键因素

• 发表时间: 2019
• 作者: Kamble;G. T.; Sako;M.; Higashida;K.; Kumar;A.; Takizawa;S.; Sasai;H.;墨智成，甲賀研一郎
• 通讯作者: 墨智成，甲賀研一郎