[Advanced Published online Journal of Computer Chemistry, Japan, by J-STAGE]
<Title:> 3Dプリンターによる分子キャビティーの構造解析
<Author(s):> 戸澤 理詞, 玉井 良則
<Corresponding author E-Mill:> tamai(at)u-fukui.ac.jp
<Abstract:> 立体規則性高分子の単結晶において，分子鎖間に「分子キャビティー」と呼ばれる空孔が生成する系があり，その構造を制御することにより，特定の分子を分 離・回収する高性能な分離膜としての利用が期待されている．分子キャビティーの構造を解明するために様々な研究が行われているが，複雑なキャビ ティーの構造を立体的・直観的に把握することは困難である．そこで，本研究では，3Dプリンターを用いてキャビティーの立体モデルを作成すること で，構造の理解を深めることを目的とする．分子キャビティーを持つシンジオタクチックポリスチレン(s-PS)のδe型，ε型 及びS-I型を対象として，分子動力学(MD)シミュレーションを行い，分子キャビティーの構造を再現した．得られたデータを3Dプリンターで利 用可能な構造データに変換し，分子キャビティーの立体造形モデルを作成した．δe型について，b軸 方向及びac軸方向につながるチャネルを再現したところ，気体分子が拡散しやすいac軸方向につながるチャネルの方 が太くて短い様子が十分に再現されていた．一方ε型とS-I型については，それぞれ，円筒型とジグザグ状のチャネルが得られた．さ らに，これらのモデルに気体分子を挿入した系について解析を行い，気体分子が跳躍運動をしている瞬間を3Dモデル化することにより，結晶構造と気 体の拡散様式の関係を直観的にとらえることに成功した．
<Keywords:> Molecular cavity, Syndiotactic polystyrene, 3D printer, Diffusion, Gas separation
<URL:> https://www.jstage.jst.go.jp/article/jccj/advpub/0/advpub_2015-0021/_article/-char/ja/
<Title:> 3Dプリンターによる分子キャビティーの構造解析
<Author(s):> 戸澤 理詞, 玉井 良則
<Corresponding author E-Mill:> tamai(at)u-fukui.ac.jp
<Abstract:> 立体規則性高分子の単結晶において，分子鎖間に「分子キャビティー」と呼ばれる空孔が生成する系があり，その構造を制御することにより，特定の分子を分 離・回収する高性能な分離膜としての利用が期待されている．分子キャビティーの構造を解明するために様々な研究が行われているが，複雑なキャビ ティーの構造を立体的・直観的に把握することは困難である．そこで，本研究では，3Dプリンターを用いてキャビティーの立体モデルを作成すること で，構造の理解を深めることを目的とする．分子キャビティーを持つシンジオタクチックポリスチレン(s-PS)のδe型，ε型 及びS-I型を対象として，分子動力学(MD)シミュレーションを行い，分子キャビティーの構造を再現した．得られたデータを3Dプリンターで利 用可能な構造データに変換し，分子キャビティーの立体造形モデルを作成した．δe型について，b軸 方向及びac軸方向につながるチャネルを再現したところ，気体分子が拡散しやすいac軸方向につながるチャネルの方 が太くて短い様子が十分に再現されていた．一方ε型とS-I型については，それぞれ，円筒型とジグザグ状のチャネルが得られた．さ らに，これらのモデルに気体分子を挿入した系について解析を行い，気体分子が跳躍運動をしている瞬間を3Dモデル化することにより，結晶構造と気 体の拡散様式の関係を直観的にとらえることに成功した．
<Keywords:> Molecular cavity, Syndiotactic polystyrene, 3D printer, Diffusion, Gas separation
<URL:> https://www.jstage.jst.go.jp/article/jccj/advpub/0/advpub_2015-0021/_article/-char/ja/
