JP2017040967A - 高分子と溶媒の相互作用パラメータを算出する方法、装置及びプログラム。 - Google Patents
高分子と溶媒の相互作用パラメータを算出する方法、装置及びプログラム。 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017040967A JP2017040967A JP2015160431A JP2015160431A JP2017040967A JP 2017040967 A JP2017040967 A JP 2017040967A JP 2015160431 A JP2015160431 A JP 2015160431A JP 2015160431 A JP2015160431 A JP 2015160431A JP 2017040967 A JP2017040967 A JP 2017040967A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solvent
- polymer
- solution
- chemical potential
- model
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002904 solvent Substances 0.000 title claims abstract description 235
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 117
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 230000003993 interaction Effects 0.000 title claims abstract description 40
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 75
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 72
- 238000000329 molecular dynamics simulation Methods 0.000 claims description 29
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 5
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 4
- 238000011067 equilibration Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000000342 Monte Carlo simulation Methods 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000004215 lattice model Methods 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012453 solvate Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
予め設定された高分子モデルデータ及び溶媒分子モデルデータを用い、前記高分子モデルと前記溶媒分子モデルとを混合させた高分子溶液モデルを、濃度を異ならせて複数設定するステップと、
予め定めた温度および圧力を含む解析条件のもとで平衡状態における前記高分子溶液モデルの分子動力学計算の計算結果に基づき、溶液状態の溶媒化学ポテンシャル[μ溶媒(溶液)]を濃度毎に算出するステップと、
複数の濃度における前記溶媒化学ポテンシャル[μ溶媒(溶液)]の算出結果を式(1)で近似し、式(1)における高分子と溶媒の相互作用パラメータχ、及び純溶媒状態の溶媒化学ポテンシャル[μ溶媒(純溶媒)]を決定するステップと、
を含む。
ただし、μ溶媒(溶液)は、溶液状態の溶媒化学ポテンシャルを示し、μ溶媒(純溶媒)は、純溶媒状態の溶媒化学ポテンシャルを示し、kBはボルツマン定数を示し、Tは温度を示し、nは高分子鎖長を示し、φは高分子体積分率を示し、χは、高分子と溶媒分子の相互作用パラメータを示す。
予め設定された高分子モデルデータ及び溶媒分子モデルデータを用い、前記高分子モデルと前記溶媒分子モデルとを混合させた高分子溶液モデルを、濃度を異ならせて複数設定するモデル設定部と、
予め定めた温度および圧力を含む解析条件のもとで平衡状態における前記高分子溶液モデルの分子動力学計算の計算結果に基づき、溶液状態の溶媒化学ポテンシャル[μ溶媒(溶液)]を濃度毎に算出する溶媒化学ポテンシャル算出部と、
複数の濃度における前記溶媒化学ポテンシャル[μ溶媒(溶液)]の算出結果を式(1)で近似し、式(1)における高分子と溶媒の相互作用パラメータχ、及び純溶媒状態の溶媒化学ポテンシャル[μ溶媒(純溶媒)]を決定する近似部と、
を備える。
さらに、この方法によれば、複数濃度の化学ポテンシャル[μ溶媒(溶液)]に合致するように、純溶媒状態の溶媒の化学ポテンシャル[μ溶媒(純溶媒)]も算出するので、純溶媒状態にて分子動力学計算でポテンシャルを算出する場合に比べて、統計誤差を低減でき、算出結果が種々の濃度に合致し、算出精度を向上させることが可能となる。
本実施形態の装置1は、未架橋高分子モデルと溶媒分子モデルを用いた分子動力学計算によって、高分子と溶媒の間に働く相互作用パラメータを算出する装置である。
ただし、μ溶媒(溶液)_iは、濃度iについて溶液状態の溶媒化学ポテンシャルを示し、Nは着目分子を除く溶媒の粒子数を示し、Λは溶媒分子の熱ドブロイ波長を示し、Pは圧力を示し、Tは温度を示す。
ただし、μ溶媒(溶液)は、溶液状態の溶媒化学ポテンシャルを示し、μ溶媒(純溶媒)は、純溶媒状態の溶媒化学ポテンシャルを示し、kBはボルツマン定数を示し、Tは温度を示し、nは高分子鎖長を示し、φは高分子体積分率を示し、χは、高分子と溶媒分子の相互作用パラメータを示す。
図1に示す装置1を用いて、高分子と溶媒の相互作用パラメータを算出する方法について、図3を用いて説明する。
予め設定された高分子モデルデータM1及び溶媒分子モデルデータM2を用い、高分子モデルと溶媒分子モデルとを混合させた高分子溶液モデルM3を、濃度を異ならせて複数設定するステップ(ST2)と、
予め定めた温度および圧力を含む解析条件のもとで平衡状態における高分子溶液モデルM3の分子動力学計算の計算結果に基づき、溶液状態の溶媒化学ポテンシャル[μ溶媒(溶液)]を濃度毎に算出するステップ(ST4)と、
複数の濃度における溶媒化学ポテンシャル[μ溶媒(溶液)]の算出結果を式(1)で近似し、式(1)における高分子と溶媒の相互作用パラメータχ、及び純溶媒状態の溶媒化学ポテンシャル[μ溶媒(純溶媒)]を決定するステップ(ST5)と、
を含む。
予め設定された高分子モデルデータM1及び溶媒分子モデルデータM2を用い、高分子モデルと溶媒分子モデルとを混合させた高分子溶液モデルM3を、濃度を異ならせて複数設定するモデル設定部11と、
予め定めた温度および圧力を含む解析条件のもとで平衡状態における高分子溶液モデルM3の分子動力学計算の計算結果に基づき、溶液状態の溶媒化学ポテンシャル[μ溶媒(溶液)]を濃度毎に算出する溶媒化学ポテンシャル算出部13と、
複数の濃度における溶媒化学ポテンシャル[μ溶媒(溶液)]の算出結果を式(1)で近似し、式(1)における高分子と溶媒の相互作用パラメータχ、及び純溶媒状態の溶媒化学ポテンシャル[μ溶媒(純溶媒)]を決定する近似部14と、
を備える。
さらに、この方法によれば、複数濃度の化学ポテンシャル[μ溶媒(溶液)]に合致するように、純溶媒状態の溶媒の化学ポテンシャル[μ溶媒(純溶媒)]も算出するので、純溶媒状態のみの分子動力学計算でポテンシャルを算出する場合に比べて、統計誤差を低減でき、算出結果が種々の濃度に合致し、算出精度を向上させることが可能となる。
M2…溶媒分子モデルデータ
M3…高分子溶液モデル
χ…高分子と溶媒の相互作用パラメータ
μ溶媒(純溶媒)…純溶媒状態の溶媒化学ポテンシャル
11…モデル設定部
13…溶媒化学ポテンシャル算出部
14…近似部
Claims (7)
- 予め設定された高分子モデルデータ及び溶媒分子モデルデータを用い、前記高分子モデルと前記溶媒分子モデルとを混合させた高分子溶液モデルを、濃度を異ならせて複数設定するステップと、
予め定めた温度および圧力を含む解析条件のもとで平衡状態における前記高分子溶液モデルの分子動力学計算の計算結果に基づき、溶液状態の溶媒化学ポテンシャル[μ溶媒(溶液)]を濃度毎に算出するステップと、
複数の濃度における前記溶媒化学ポテンシャル[μ溶媒(溶液)]の算出結果を式(1)で近似し、式(1)における高分子と溶媒の相互作用パラメータχ、及び純溶媒状態の溶媒化学ポテンシャル[μ溶媒(純溶媒)]を決定するステップと、
を含む、高分子と溶媒の相互作用パラメータを算出する方法。
ただし、μ溶媒(溶液)は、溶液状態の溶媒化学ポテンシャルを示し、μ溶媒(純溶媒)は、純溶媒状態の溶媒化学ポテンシャルを示し、kBはボルツマン定数を示し、Tは温度を示し、nは高分子鎖長を示し、φは高分子体積分率を示し、χは、高分子と溶媒分子の相互作用パラメータを示す。 - 前記算出するステップは、自由エネルギー摂動法により前記溶媒化学ポテンシャル[μ溶媒(溶液)]を算出する、請求項1に記載の方法。
- 前記決定するステップは、最小二乗法を用いて、前記複数の濃度における前記溶媒化学ポテンシャル[μ溶媒(溶液)]の算出結果と式(1)の算出結果との残差の二乗和が最小となるように、前記高分子と溶媒の相互作用パラメータχ、及び純溶媒状態の溶媒化学ポテンシャル[μ溶媒(純溶媒)]を決定する、請求項1又は2に記載の方法。
- 予め設定された高分子モデルデータ及び溶媒分子モデルデータを用い、前記高分子モデルと前記溶媒分子モデルとを混合させた高分子溶液モデルを、濃度を異ならせて複数設定するモデル設定部と、
予め定めた温度および圧力を含む解析条件のもとで平衡状態における前記高分子溶液モデルの分子動力学計算の計算結果に基づき、溶液状態の溶媒化学ポテンシャル[μ溶媒(溶液)]を濃度毎に算出する溶媒化学ポテンシャル算出部と、
複数の濃度における前記溶媒化学ポテンシャル[μ溶媒(溶液)]の算出結果を式(1)で近似し、式(1)における高分子と溶媒の相互作用パラメータχ、及び純溶媒状態の溶媒化学ポテンシャル[μ溶媒(純溶媒)]を決定する近似部と、
を備える、高分子と溶媒の相互作用パラメータを算出する装置。
ただし、μ溶媒(溶液)は、溶液状態の溶媒化学ポテンシャルを示し、μ溶媒(純溶媒)は、純溶媒状態の溶媒化学ポテンシャルを示し、kBはボルツマン定数を示し、Tは温度を示し、nは高分子鎖長を示し、φは高分子体積分率を示し、χは、高分子と溶媒分子の相互作用パラメータを示す。 - 前記溶媒化学ポテンシャル算出部は、自由エネルギー摂動法により前記溶媒化学ポテンシャル[μ溶媒(溶液)]を算出する、請求項4に記載の装置。
- 前記近似部は、最小二乗法を用いて、前記複数の濃度における前記溶媒化学ポテンシャル[μ溶媒(溶液)]の算出結果と式(1)の算出結果との残差の二乗和が最小となるように、前記高分子と溶媒の相互作用パラメータχ、及び純溶媒状態の溶媒化学ポテンシャル[μ溶媒(純溶媒)]を決定する、請求項4又は5に記載の装置。
- 請求項1〜3に記載の方法をコンピュータに実行させるプログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015160431A JP6636282B2 (ja) | 2015-08-17 | 2015-08-17 | 高分子と溶媒の相互作用パラメータを算出する方法、装置及びプログラム。 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015160431A JP6636282B2 (ja) | 2015-08-17 | 2015-08-17 | 高分子と溶媒の相互作用パラメータを算出する方法、装置及びプログラム。 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017040967A true JP2017040967A (ja) | 2017-02-23 |
JP6636282B2 JP6636282B2 (ja) | 2020-01-29 |
Family
ID=58206493
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015160431A Active JP6636282B2 (ja) | 2015-08-17 | 2015-08-17 | 高分子と溶媒の相互作用パラメータを算出する方法、装置及びプログラム。 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6636282B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190011963A (ko) * | 2017-07-26 | 2019-02-08 | 주식회사 엘지화학 | 유기염료를 포함한 필름 코팅 용매의 특성을 평가하는 방법 |
JP2019036031A (ja) * | 2017-08-10 | 2019-03-07 | 東洋ゴム工業株式会社 | 高分子と溶媒の相互作用パラメータを算出する方法、装置及びプログラム |
KR20200005959A (ko) * | 2018-07-09 | 2020-01-17 | 주식회사 엘지화학 | 용매의 스크리닝 방법 및 이를 이용하는 조성물의 제조방법 |
KR20200018129A (ko) * | 2018-08-10 | 2020-02-19 | 주식회사 엘지화학 | 용매의 스크리닝 방법 및 이를 이용하는 조성물의 제조방법 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040127978A1 (en) * | 2002-08-13 | 2004-07-01 | Medtronic, Inc. | Active agent delivery system including a hydrophilic polymer, medical device, and method |
JP2004210973A (ja) * | 2003-01-06 | 2004-07-29 | Nitto Denko Corp | (メタ)アクリル系粘着剤用ポリマー溶液及びその製造方法、(メタ)アクリル系粘着剤、並びに(メタ)アクリル系粘着テープ |
JP2009080803A (ja) * | 2007-09-06 | 2009-04-16 | Toray Ind Inc | 親和性計算方法 |
JP2010165616A (ja) * | 2009-01-19 | 2010-07-29 | Toray Ind Inc | 高分子電解質膜の製造方法 |
EP2381522A1 (en) * | 2009-01-19 | 2011-10-26 | Toray Industries, Inc. | Process for producing polymeric electrolyte membrane |
-
2015
- 2015-08-17 JP JP2015160431A patent/JP6636282B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040127978A1 (en) * | 2002-08-13 | 2004-07-01 | Medtronic, Inc. | Active agent delivery system including a hydrophilic polymer, medical device, and method |
JP2006502136A (ja) * | 2002-08-13 | 2006-01-19 | メドトロニック・インコーポレーテッド | 親水性ポリマーと、医療用デバイスと、そして方法とを含む活性剤送達システム |
JP2004210973A (ja) * | 2003-01-06 | 2004-07-29 | Nitto Denko Corp | (メタ)アクリル系粘着剤用ポリマー溶液及びその製造方法、(メタ)アクリル系粘着剤、並びに(メタ)アクリル系粘着テープ |
JP2009080803A (ja) * | 2007-09-06 | 2009-04-16 | Toray Ind Inc | 親和性計算方法 |
JP2010165616A (ja) * | 2009-01-19 | 2010-07-29 | Toray Ind Inc | 高分子電解質膜の製造方法 |
EP2381522A1 (en) * | 2009-01-19 | 2011-10-26 | Toray Industries, Inc. | Process for producing polymeric electrolyte membrane |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190011963A (ko) * | 2017-07-26 | 2019-02-08 | 주식회사 엘지화학 | 유기염료를 포함한 필름 코팅 용매의 특성을 평가하는 방법 |
KR102133628B1 (ko) | 2017-07-26 | 2020-07-13 | 주식회사 엘지화학 | 유기염료를 포함한 필름 코팅 용매의 특성을 평가하는 방법 |
JP2019036031A (ja) * | 2017-08-10 | 2019-03-07 | 東洋ゴム工業株式会社 | 高分子と溶媒の相互作用パラメータを算出する方法、装置及びプログラム |
KR20200005959A (ko) * | 2018-07-09 | 2020-01-17 | 주식회사 엘지화학 | 용매의 스크리닝 방법 및 이를 이용하는 조성물의 제조방법 |
KR102543074B1 (ko) | 2018-07-09 | 2023-06-12 | 주식회사 엘지화학 | 용매의 스크리닝 방법 및 이를 이용하는 조성물의 제조방법 |
KR20200018129A (ko) * | 2018-08-10 | 2020-02-19 | 주식회사 엘지화학 | 용매의 스크리닝 방법 및 이를 이용하는 조성물의 제조방법 |
KR102421114B1 (ko) | 2018-08-10 | 2022-07-13 | 주식회사 엘지화학 | 용매의 스크리닝 방법 및 이를 이용하는 조성물의 제조방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6636282B2 (ja) | 2020-01-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kruschwitz et al. | GraphVar: a user-friendly toolbox for comprehensive graph analyses of functional brain connectivity | |
Malik et al. | Principal component analysis coupled with nonlinear regression for chemistry reduction | |
Baumann et al. | Reliable estimation of prediction errors for QSAR models under model uncertainty using double cross-validation | |
Mashayak et al. | Relative entropy and optimization-driven coarse-graining methods in VOTCA | |
WO2019114413A1 (zh) | 模型训练 | |
JP6564651B2 (ja) | 架橋高分子のパラメータを算出する方法、装置及びプログラム | |
Isaac et al. | Reduced-order PCA models for chemical reacting flows | |
JP6636282B2 (ja) | 高分子と溶媒の相互作用パラメータを算出する方法、装置及びプログラム。 | |
McCarty et al. | Thermodynamic consistency between analytic integral equation theory and coarse-grained molecular dynamics simulations of homopolymer melts | |
Hunt et al. | PUQ: A code for non-intrusive uncertainty propagation in computer simulations | |
Reeb et al. | Evaluating statistical analysis models for RNA sequencing experiments | |
Chung et al. | A neural network constitutive model for hyperelasticity based on molecular dynamics simulations | |
Náprstek et al. | Finite element method analysis of Fokker–Plank equation in stationary and evolutionary versions | |
JP6086612B2 (ja) | 化学反応機構を換算するための方法及び装置 | |
WO2010027046A1 (ja) | 情報処理装置、情報処理方法、情報記憶媒体及びプログラム | |
Baoyu et al. | Reliability analysis based on a novel density estimation method for structures with correlations | |
JP2017049805A (ja) | 輸送係数を算出する方法、装置、及びプログラム | |
Lin et al. | Adaptive conditional feature screening | |
JP6928505B2 (ja) | 高分子と溶媒の相互作用パラメータを算出する方法、装置及びプログラム | |
Mahdiyah et al. | Integrating data selection and extreme learning machine to predict protein-ligand binding site | |
Abreu et al. | Molecular Dynamics with Very Large Time Steps for the Calculation of Solvation Free Energies | |
Huang et al. | Efficient penalized estimating method in the partially varying-coefficient single-index model | |
JP6579904B2 (ja) | 緩和スペクトルを算出する方法、物性値を算出する方法、装置、及びプログラム。 | |
Myers et al. | Using machine learning surrogate modeling for faster QSP VP cohort generation | |
Stankiewicz | Sampling Points-Independent Identification of the Fractional Maxwell Model of Viscoelastic Materials Based on Stress Relaxation Experiment Data |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180629 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190523 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190625 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190708 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191206 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191218 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6636282 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |