权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

強レーザー場による溶液中のイオン励起と巨大クラスター生成の分子動力学研究

强激光场溶液中离子激发和巨团簇形成的分子动力学研究

基本信息

批准号：
15035218
负责人：
田中基彦
金额：
$ 0.83万
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：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

強い電場が荷電多粒子系の構造形成、クラスター形成に与える効果を、分子動力学シミュレーション法を用いて次の2つのテーマについて研究した。[A.]電解質溶液中での、強い静電場による粒子クラスター生成過程複数のマクロイオンとそれを電気的に中和する対イオン、その追加成分として、価数Z:1の電解質塩イオンを添加する。(1)塩イオン(電荷逆転を支える対イオン)が無い場合:同符合電荷をもつマクロイオンどうしは、多価(2価以上)の対イオンの介在により、静電引力で安定に物理結合して粒子クラスターを形成する。これは静電エネルギー最小状態であり、同符号コロイド粒子融合という特異な現象を説明する機構である。この物理結合には顕著な対イオン価数への依存性があり、1価対イオンではマクロイオンの結合は起きない。(2)多価の電解質塩を加えると、各マクロイオンは多数の対イオンの凝縮を受けて電荷逆転を起こす。少量の塩添加のときは安定な結合が生じる。添加塩イオン濃度が0.5mol/l以上でこの物理結合は不安定となり、クラスターは崩壊する。(3)強い電場を印加すると、マクロイオンどうしは運動エネルギーを得て衝突し、マクロイオン間にある静電的バリアー超えて結合し、クラスターが生成される。ただし、マクロイオンの電荷が小さいとき、このクラスターは準安定で、結合と崩壊を繰り返す。ここでも(1)の過程と同様に、多価の対イオンはマクロイオンをつなぐ糊の役割をしている。[B.]電解質溶液中における、強い印加電場によるイオン分子の移動と回転配向電荷逆転現象は強い静電気力による構造形成、自己組織化現象である。生体系のロッド形状分子であるDNAを想定して、表面電荷密度が小さい場合に焦点をあてて研究を行った。系には電荷逆転を起こす十分な濃度の電解質塩イオンを添加する。電場は系に対称性を与え、対イオンは電場方向のロッド先端に凝縮し、共イオンは電場反対方向のロッド先端に集まる。つまりイオン凝縮によりロッドに誘電分極が起きる。この過程で静電エネルギーを最小にするためロッドが回転し、ロッド軸が電場に沿う向きに配向する。ただし、この回転を起こすための静電場は10^5V/mとかなり大きい。ただし滑らかな一様表面電荷では、対イオンが滑るためマクロイオン上に安定に凝縮しない。この回転配向を利用して、長さの異なるDNAなどのロッド形状高分子の選別できる可能性がある。

The structure formation of charged multi-particle system in strong electric field, the formation of multi-particle system and the effect of multi-particle system are studied by molecular dynamics method [A.] Electrolyte solution in the presence of strong electrostatic field particles in the process of formation of a plurality of electrical neutralization, all additional components, the number Z:1 of electrolyte phase addition. (1)When the charge is reversed, and the charge is reversed. The minimum state of static electricity generation is explained by the mechanism of particle fusion with the same symbol. The physical combination of the two is dependent on the number of pairs of pairs. (2)The electrolyte of the polymer is added to the electrolyte, and the condensation of the polymer is caused by the reaction of the polymer. A small amount of When the concentration of the additive is above 0.5mol/l, the physical combination is unstable. (3)Strong electric field is generated by collision, electrostatic field is generated by collision, electrostatic field is generated by collision. The electric charge of the vehicle is small, the vehicle is quasi-stable, and the vehicle is stable. The process of (1) is the same as that of (2). [B.] Electrolyte solution, strong electric field, molecular movement, reverse alignment, charge reversal, strong electrostatic force, structure formation, self-organization The molecular shape of the biological system is determined by DNA, and the surface charge density is small. The system has a charge reversal mechanism and a concentration of electrolyte. The electric field is symmetrical, opposite, opposite.つまりイオン凝缩によりロッドに诱电分极が起きる。The process of static electricity generation is minimal, and the axis of the electric field is aligned along the axis. The electrostatic field is 10^5V/m. The surface charge of the film is very stable. The possibility of selecting polymers with different shapes is discussed.