Unveiling cooperative effects of hydrogen bonding on the interfacial tension of dilute electrolyte liquids

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研究代表者の芝はTIP3P および TIP4P/2005 水中にイオンが溶解した希薄電解液の界面張力特性を並列シミュレーションにより調べるための技術要素の開発・検討を進めた。上下2界面を有するスラブ系をLAMMPS パッケージ上でシミュレーションし、界面張力の測定を行い既往文献の界面張力値の確認することに成功した。また、目標としている1000万原子数規模の長距離力静電相互作用系の分子動力学計算を容易にするための手段として、ツリー法により長距離力を効率的に実行することを可能なパッケージFDPS (Framework for Developing Particle Simulations) を水力場に対して利用する手法の検討およびコード実装を進めた。通常ツリー法においては、見込み角と呼ばれるパラメターによって計算速度が変えられるが、その際に計算精度とのトレードオフが発生するため、まずはバルク水中でのこの関係を整理した。また、12月前後に学会参加の際、多極子作成レベルの変更の効果について研究発表があったことを受けて、我々自身の課題実施において対応するパラメターの最適値同定に必要な手続きを再現した。分担者の植松は、白金リングを利用した実験系の構築を進め、自動 z ステージに白金リングを吊り下げ界面に浸した時にかかってくる力を 0.0001 mN/m の精 度で測定可能な実験系を作成した。また、サンプル溶液をジャケット付きビーカーに 封入することで温度一定の環境の実験系を構築できることを実証した。