プロピレン（約２ユニット）を１つのLJ球としてモデル化

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1 プロピレン（約２ユニット）を１つのLJ球としてモデル化
粗視化モデルとは プリプロピレン分子（ミクロモデル） プロピレン（約２ユニット）を１つのLJ球としてモデル化 溶融高分子のメゾ領域の解析モデル K. Kremer and G. S. Grest, J. Chem. Phys., 92, 5057 （1990）

2 ・分子鎖のトランス、ゴーシュ構造までの解析が可能（例えば高分子の結晶化の解析等）
従来（ミクロ）との違い ミクロモデルの特徴 ・分子内の炭素原子までをモデル化 ・分子鎖のトランス、ゴーシュ構造までの解析が可能（例えば高分子の結晶化の解析等） メゾモデルの特徴 ・高分子の基本ユニットを球としてモデル化→大規模、高速計算 ・分子鎖のトランス、ゴーシュ構造の情報が略されているので、　　結晶化等の解析には不適。溶融高分子の解析で実績有。 メゾモデルでは、ミクロモデルに比較して、分子のミクロな情報が抜け落ちています。例えば高分子の結晶化などには向いていないことなどが指摘されます。ただし、必要な情報（われわれの対象とする溶融高分子とCO2の系では、高分子ユニット-CO2分子間の相互作用εなど）を残して粗視化することで、系の特徴的な様相は損なわずに解析結果を得ることができます。

3 ミクロ（前）モデルとの比較 CO２ PP ミクロ（前）モデル 解析 メゾモデル 解析
ミクロモデルでは、ナノ秒の計算を行う為に１週間程度の計算時間ー>メゾモデルでは２日。 （計算速度を数倍速くすることができる） CO２ PP ミクロ（前）モデル　解析 メゾモデル解析でのモデルの信頼性は、CO2と高分子の相互作用に基づく物性値の検証に依存する。 溶解度、拡散係数の検証を行う。 ミクロモデルでは、CO2凝集構造が複数できていますが、これは減圧計算開始時のCO2の溶解度が大きい為だと思われます。 メゾモデルでは、減圧開始時の溶解度が80g/kg-polymerと、実験値を反映させているので、メゾの方が正しい結果だと考えられます。 CO2 PP メゾモデル　解析

4 メゾシミュレーションによる急減圧過程の解析
メゾシミュレーションによる急減圧過程の解析　 170℃、10MPaの条件でCO2がPP中に溶存 CO2 0 ps 1770 ps PP Solubility (g-gas/kg-polyer) Time (10-12 sec.) CO2/PP系の急減圧（170℃、10MPaより) 170℃、10MPaでのCO2溶解度 CO2　4000分子 PP Mw:10,000 分子数：40

5 メゾシミュレーションの拡張（クレイ分散系への取り組み）
メゾシミュレーションの拡張（クレイ分散系への取り組み）　 クレイをアスペクト比を持った剛体粒子としてモデル化 クレイ分散系ですが、ミクロモデルでは、モデル規模が大くなりすぎることと、相互作用のパラメータの種類が多くなりすぎるので難しいです。 メゾモデルを使うことで、ポリマー＋クレイ分散系を行うことができるようになります。 本スライドの計算ですが、 PP Mw:10,000 分子数：352 クレイ　64　粒子　（クレイ１粒子は、61個のLJ粒子でモデル化されてます） です。 クレイの体積比率は、64*61/（64* *352）＝ と、およそ11Vol％となります。 現時点では、（試解析レベルですので）CO2がまだ入っておりません。 この計算後にモデルの妥当性を確認していただいたうえでCO2を加えた解析を行いたいと思います。 緑： PP分子鎖　　青：クレイ粒子 各クレイは、六角形状の扁平粒子としてモデル クレイ粒子のみ描画 クレイ分散の様相を現在解析中