イオン濃度と電極をあらわに考慮した酸化還元反応の理論的研究

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前年までの研究に引き続き、界面近傍の溶媒和構造を記述する理論の開発に取り組んだ。この理論は、界面固有の特徴である異方性を捉えるために、界面に対して垂直および水平な二つの方向の溶媒和構造を記述する。この開発した新規理論(2D-RISM理論)をモデル系に適用したところ、水和構造及び印加電位による水の配向の変化を記述することに成功した。この成果は国際学会において発表され、また国際誌に出版され高く評価されている。さらに、2D-RISM理論を拡張し、固液界面における溶媒和ダイナミクスを記述する理論を開発した。この理論は、分子性液体の拡散方程式であるSite-siteSmoluchowski-Vlasov(SSSV)方程式と線形応答理論に立脚したSurrogate Hamiltonianを用いる方法である。SSSV方程式は短時間(<100fs)領域の記述には適さないが、時間変化を解析的に扱っているために長時間領域の記述に有効である。また、Surrogate Hamiltonianを用いているために、無限時間経過後は終状態の解に帰着する。以上二点から、開発した理論は長時間領域の計算に極めて有効である。短時間領域の計算に適した分子シミュレーション法と相補的な特徴を有しており、界面近傍の分子理論を展開するに有用な手法であるといえる。この手法をモデル系に適用し、瞬間的に固体を帯電させた場合の水和構造の変化を計算した。その結果、第一水和圏の水の配向の変化並びに、その変化に追随する第二水和圏の構造変化を記述することに成功した。この成果を国際学会にて発表し、高い評価を得ている。