高分子における複雑挙動の大規模シミュレーション

聚合物复杂行为的大规模模拟

• 批准号: 08226238
• 负责人: 藤原 進
• 金额: $ 0.38万
• 依托单位: National Institute for Fusion Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08226238/
• 关键词: 高分子結晶化; 配向秩序; 分子動力学シミュレーション

高分子の結晶化機構を分子レベルで解明するために、我々は500個のセグメントから成る一本の高分子鎖の分子動力学(MD)シミュレーションを行った。鎖状高分子のモデルとして、最も単純な内部構造を持つポリメチレン鎖を用い、分子力場として、DREIDINGポテンシャルを使った。初期配置として、全てトランスの平面ジグザグ構造から出発し、先ず高温(T=800K)でランダムな配位を作り、次にそれを段階的にT=100Kまで冷却した。シミュレーションで得られたデータの可視化をグラフィック・ワークステーション上で行い、また、慣性半径やボンド配向秩序パラメータ等の時間変化、温度変化を調べることによって、以下の新しい知見を得ることが出来た。1.高温でランダム・コイル状態にある高分子鎖を、段階的に冷却することによって、配向秩序構造が形成される。2.T=550K以下の温度で、配向秩序が成長する。また,配向秩序構造の形成過程において、高分子鎖の異方性も成長する。3.得られた配向秩序構造において、ステムの数は16本であり、各ステムは14か15個のセグメントから成る。また、ステムは歪んだ六回対称性を有している。4.配向秩序構造において、ゴ-シュ状態は折り畳み面に偏っている。また、ステム内に比べて折り畳み面内では、二面角は変化しやすい。今後は、構造形成過程における分子運動及びコンフォメーション運動の解析を行う。また、本研究では考慮していない鎖間相互作用が、配向秩序構造の形成にどのような影響を及ぼすのかを調べるため、現在多数本の高分子鎖のMDシミュレーションを行なっている。

Molecular Dynamics (MD) of Crystallization Mechanism of Polymers (CPM) and Molecular Dynamics (MD) of Polymer Chains (CPM). Interlocking polymers are characterized by their pure internal structure, molecular force field and DREIDING structure. The initial configuration, the whole structure, the planar structure, the first high temperature (T=800K), the second high temperature (T= 100 K), the third high temperature (T=100 K), and the fourth high temperature (T=100K). The time and temperature of the change in the direction of rotation and rotation of the inertial radius are adjusted. The following new knowledge is obtained. 1. High temperature, high temperature 2. T =550K below the temperature, alignment order to grow. In addition, the formation process of alignment order structure and the anisotropic growth of polymer locks are also discussed. 3. The order of the alignment structure is 16, and the number of the categories is 14 and 15. There are six different ways to deal with this problem. 4. The alignment order structure is in the middle, and the state is in the middle. In the middle of the room, there is a room for two people. In the future, the molecular motion and the analysis of the molecular motion in the process of structural formation will be carried out. In this study, we consider the interaction between polymer chains, the influence of alignment order structure on the formation of polymer chains, and the regulation of polymer chain structure.

项目成果

S.Fujiwara: "Simulation Study of the Structural Formation in Thermodynamically Closed Systems" to be published in proc.of the 1996 International Conference on Plasma Physics.

S.Fujiwara：“Simulation Study of the Structural Formation in Thermodynamically Closed Systems”将发表在 1996 年国际等离子体物理会议的 proc.of 上。

S.Fujiwara: "Molecular Dynamics Simulations of Structural Formation of a Single Polymer Chain : Bond-orientational Order and Conformational Defects" Research Report NIFS Series. NIFS-483. (1997)

S.Fujiwara：“单聚合物链结构形成的分子动力学模拟：键取向顺序和构象缺陷”研究报告 NIFS 系列。