高分子構造形成の基礎とシミュレーション

高分子のもつ特徴の一つとして、凝集構造の階層性を挙げることができる。例えば、結晶性高分子やブロック共重合体などは、複雑で階層的な構造をとることが知られている。本セミナーの前半では、階層的な構造をもつ高分子の構造形成に焦点を当て、その基礎概論を述べたあと、高分子のモデリングやシミュレーション手法の要点を解説する。 　また、OCTAやLAMMPSなど、高分子シミュレーションにおいてよく用いられるフリーソフトウェアについての概要を紹介する。後半では、各シミュレーション手法 (MD法およびDPD法) について、OCTAの汎用分子動力学シミュレータCOGNACを用いたシミュレーションの実習を行い、入力データの作成からシミュレーションの実行、出力データの解析に至るまで、シミュレーション研究の一連の手順を概観する。

1. 高分子構造形成の基礎概論
   1. 高分子の結晶化
   2. ブロック共重合体のミクロ相分離
2. 高分子のモデリング
   1. 階層構造 ～結晶性高分子を例にとって～
   2. 全原子モデル
   3. 粗視化モデル
3. 高分子のシミュレーション手法
   1. 分子動力学 (MD) 法
   2. ランジュバン動力学 (LD) 法
   3. 散逸粒子動力学 (DPD) 法
4. ソフトウェアの特徴
   1. OCTA (COGNACなど)
   2. LAMMPS
5. pythonによるプログラミング演習
6. OCTAのCOGNACを用いたシミュレーション実習
   1. インストール関連
   2. サンプルデータを用いた適用事例
   3. MDシミュレーションの実習 ～単一高分子鎖の構造形成～
   4. DPDシミュレーションの実習 ～両親媒性分子の高次構造形成～
• 質疑応答