课题基金 / 基金详情

高速化第一原理分子設計手法の開発とトライボケミストリーへの応用

高速化第一原理分子設計手法の開発とトライボケミストリーへの応用
高速第一原理分子设计方法的发展及其在摩擦化学中的应用
批准号：
11875037
负责人：
宮本 明
金额：
$1.22万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1999
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
1999 至 --
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11875037/
关键词：
高速化第一原理分子設計手法トライボケミストリープログラム開発ダイヤモンド表面酸化物表面ダイナミクスメカノケミカル反応電子状態

项目摘要

项目成果

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中文摘要
翻译
本研究では高速化第一原理分子設計手法の開発とトライボケミストリーへの応用を目的としている。第一原理量子化学計算にもとづいた分子設計を高速に行なうためには、既存の第一原理量子分子動力学プログラムでは計算速度が全く不十分であり、新規プログラムの開発を行なう必要がある。そこで我々は対象とする系の電子状態を考慮しつつ原子のダイナミクスを高速に解明することが可能な高速化第一原理量子分子動力学プログラムの開発に取り組み、これに成功した。ここで、量子化学計算で用いるハミルトニアンのパラメータ化により大幅な計算量の削減と高速化を実現し、このパラメータを第一原理計算にあわせる様に決定することで精度を維持した。本プログラムは従来の第一原理分子動力学法と比べて数千倍以上高速なことが明らかとなり、数年かかる計算を1日で行なうことが可能となった。以上の成果に加えて、本研究では高速化第一原理量子分子動力学プログラムを用いてトライボケミストリーにおいて重要な役割を果たすダイヤモンドおよび酸化物表面のダイナミクスおよび電子状態の解明を行なった。従来の古典分子動力学法では表面構成原子の電荷を固定しており、ダイナミクスに伴う電荷の変化を考慮することができなかったが、本研究で開発した高速化第一原理量子分子動力学プログラムを用いることにより、メカノケミカル反応において重要である電子状態を動的に考慮しつつ高速に原子のダイナミクスを解明することに始めて成功した。
英文摘要
本研究では高速化第一原理分子設計手法の開発とトライボケミストリーへの応用を目的としている。第一原理量子化学計算にもとづいた分子設計を高速に行なうためには、既存の第一原理量子分子動力学プログラムでは計算速度が全く不十分であり、新規プログラムの開発を行なう必要がある。そこで我々は対象とする系の電子状態を考慮しつつ原子のダイナミクスを高速に解明することが可能な高速化第一原理量子分子動力学プログラムの開発に取り組み、これに成功した。ここで、量子化学計算で用いるハミルトニアンのパラメータ化により大幅な計算量の削減と高速化を実現し、このパラメータを第一原理計算にあわせる様に決定することで精度を維持した。本プログラムは従来の第一原理分子動力学法と比べて数千倍以上高速なことが明らかとなり、数年かかる計算を1日で行なうことが可能となった。以上の成果に加えて、本研究では高速化第一原理量子分子動力学プログラムを用いてトライボケミストリーにおいて重要な役割を果たすダイヤモンドおよび酸化物表面のダイナミクスおよび電子状態の解明を行なった。従来の古典分子動力学法では表面構成原子の電荷を固定しており、ダイナミクスに伴う電荷の変化を考慮することができなかったが、本研究で開発した高速化第一原理量子分子動力学プログラムを用いることにより、メカノケミカル反応において重要である電子状態を動的に考慮しつつ高速に原子のダイナミクスを解明することに始めて成功した。
期刊论文(6)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
H.Tamura, et al.: "Molecular Dynamics Simulation of Friction for Hydro Carbor Thin Films"Langmuir. 15. 7816-7821 (1999)
H.Tamura 等人：“碳氢化合物薄膜摩擦的分子动力学模拟”Langmuir。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
X.Yin, et al.: "Reactivity of Lattice Oxygens Present in V_2O_5(010) : A Periodic First Prirciples Investigation"The Journal of Physical Chemistry B. 103. 1263-1269 (1999)
X.Yin 等人：“V_2O_5(010) 中存在的晶格氧的反应性：定期第一原理研究”物理化学杂志 B. 103. 1263-1269 (1999)
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
X.Yin, et al.: "Adsorption of H_2O on the V_2O_5(010) Surface studied by Periodic Density Functional Calculations"The Journal of Physical Chemistry B. 103. 3218-3224 (1999)
X.Yin等：“通过周期密度泛函计算研究H_2O在V_2O_5(010)表面上的吸附”物理化学杂志B.103.3218-3224(1999)
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
M.Kubo, et al.: "Chemical Vapor Deposition Process on the 2SM-5(010) Surface as Investigated by Molecular Dynamics"The Journal of Physical Chemistry B. 103. 1876-1880 (1999)
M.Kubo 等人：“分子动力学研究的 2SM-5(010) 表面化学气相沉积过程”物理化学杂志 B. 103. 1876-1880 (1999)
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
共 6 条
    嚥下障害予防と改善の鍵を解くー口腔粘膜下メカノセンサーの実態から迫るー
    • 批准号：
      24K14340
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    • 资助金额：
      $3.0万
    • 财政年份：
      2024
    • 负责人：
      宮本 明
    • 依托单位：
      Nishikyushu University
    量子分子動力学理論からの積み上げによるトライボロジー計測・試験シミュレータの開発
    • 批准号：
      25249008
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
    • 资助金额：
      $8.65万
    • 财政年份：
      2013
    • 负责人：
      宮本 明
    • 依托单位：
      Tohoku University
    統合化計算化学手法による高信頼性材料創製プロセスのコンビナトリアル的最適化
    • 批准号：
      14040203
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
    • 资助金额：
      $2.88万
    • 财政年份：
      2002
    • 负责人：
      宮本 明
    • 依托单位：
      Tohoku University
    コンビナトリアル計算化学による光反応触媒の高速スクリーニングと理論設計
    • 批准号：
      14050009
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
    • 资助金额：
      $1.92万
    • 财政年份：
      2002
    • 负责人：
      宮本 明
    • 依托单位：
      Tohoku University
    海外基金