微視的トポロジカル欠陥構造の時間発展と動的安定性に着目した分子膜の変形機構の解明

点击翻译按钮获取中文摘要

本課題は微視的トポロジカル欠陥の動的安定性と運動に着目した分子膜の変形機構の解明を目的としている。前年度に引き続き、トポロジカル欠陥としての転位の取り扱い、非線形局在モードの解析、膜構造の原子レベルからの解析と連続体レベルの変形解析、応用としてのナノカプセルからの物質拡散について検討した。研究実績は以下のとおりである。1.トポロジカル欠陥の周囲の応力場とひずみ場および不連続を含む変位場を理解し、計算機上での効率のよい取り扱いを可能とするPartition-of-Unity法による定式化を行い、解析コードを作成した。欠陥の階層性の例として、刃状転位(線欠陥)の列よる粒界(面欠陥)のモデル化をおこなった。2.非線形相互作用によるエネルギー局在構造として、カーボンナノチューブに誘起される非線形局在モードについて分子動力学法を用いて検討した。3.トポロジーおよび微分幾何学に基づいた変形体力学を用いて、流動膜モデルを定式化した。簡単な解析例として、2次元ひもモデルについて変形解析を実施した。4.分子動力学法による膜モデルの解析として、DTAC、C18-Siからなる無水構造である乾燥泡膜のモデルを作成し、水素および酸素の透過性について調べた。5.カプセルの形状制御を目指し、相転移により形状が変化する高分子を内包したナノカプセルの変形解析を実施した。