分子動力学（MD）法の基本原理・具体的な技法から高分子材料開発への応用

セミナー趣旨

理論、実験に次ぐ第３の手法である「計算科学」は、コンピュータの高性能化に伴い、産業界においても実用的に活用されつつあります。計算科学には種々の手法がありますが、分子動力学（MD）法は、原子レベルのミクロなシミュレーションにより、マクロな熱力学量や各種物理量を直接算出できる特徴があり、分子レベルの材料設計に適した手法です。また、近年発展が著しいデータサイエンス・AIを用いた材料設計手法とは相補的な関係にあり、両者を組み合わせることにより活用の道が広がります。
　本セミナーでは、MD法の基本原理、具体的な計算手法、物理量の算出法について、背景も含めて基礎から丁寧に解説します。さらに、高分子材料開発、特に機能性分離膜の設計に関する応用事例を紹介します。

受講対象・レベル

・原子・分子レベルの計算機シミュレーションを用いた材料設計に興味のある方。
・データ駆動型の材料開発に従事されている方で、より広く周辺技術を学びたい方。
・若手技術者や新人の基礎教育の一環としての受講にも適しています。

必要な予備知識

・特に予備知識は必要ありません。基礎から解説いたします。

習得できる知識

・分子動力学シミュレーションの位置づけ、基本原理、具体的な技法
・分子動力学シミュレーションによる各種物理量の算出、解析手法
・分子動力学シミュレーションの材料開発への応用

セミナープログラム

１．計算科学の方法
　1-1. 計算科学とは
　1-2. 各手法の特徴，マルチスケール
　1-3. データ駆動型手法との協調

２．分子動力学（MD）法の基礎
　2-1. ポテンシャル関数・力場
　2-2. 周期境界条件
　2-3. 運動方程式の解法
　2-4. 長距離力の計算
　2-5. アンサンブルの発生（温度，圧力制御）
　2-6. その他の各種手法

３．解析方法と得られる物理量
　3-1. 熱力学量の計算
　3-2. 静的諸量（分子構造，動径分布関数，構造因子）
　3-3. ダイナミックス（輸送係数，時間相関関数，スペクトル）
　3-4. 自由エネルギー

４．高分子材料開発への応用
　4-1. MDシミュレーションの実際
　4-2. アモルファス構造とガラス転移温度
　4-3. 結晶構造
　4-4. 機能性分離膜の設計

５．ソフトウエアとMD法活用のポイント

キーワード：
計算科学,分子動力学法,MD法,分子動力学シミュレーション,セミナー,講演
 

セミナー講師

福井大学 学術研究院 工学系部門 物理工学講座 教授 博士（工学）玉井 良則 氏
【ご専門】計算科学，高分子物理化学

＜略歴＞
1990年 京都大学大学院工学研究科高分子化学専攻修士課程修了。その後4年間，東ソー株式会社勤務ののち，京都大学大学院博士課程進学。1996年 博士（工学）。4年間の博士研究員を経て，2000年より福井大学勤務。

＜学協会等＞
高分子学会，日本物理学会，分子シミュレーション学会（幹事）

セミナー受講料

49,500円（税込、資料付）
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