paper2024
氷の高次構造と均衡原理
我々のグループの新しい論文が出版されました。 氷の結晶構造の中に隠された「一筆書き」構造に注目し、それが氷にどのような変わった性質をもたらすかをいろんな角度から議論しました。 松本 正和、二井矢 圭佑(本研究室OB, 2022年度修士修了) 、田中 秀樹、氷の高次構造と均衡原理、日本結晶学会誌 2024 年 66 巻 1 号 p. 39-47. DOI:10.5940/jcrsj.66.39 DOI:10.5940/jcrsj.66.Cover1 表紙
Genice-core:水素無秩序氷を生成する効率的アルゴリズム
我々のグループの新しい論文が出版されました。 氷は通常の結晶とは異なり、ランダム性を含んでいるため、アンサンブル平均に基づく統計的な取り扱いが不可欠です。 氷の構造は、アイスルールとして知られるトポロジカルな規則によって制約されており、この規則が氷に独特の異常な性質を与えています。 このような性質は、システムサイズが大きい場合に顕著になります。 このため、均質にランダムで氷の規則を満たす、十分に大きな結晶を大量に生成する必要があります。 私たちは、イオンと欠陥を含む氷構造を迅速に生成するアルゴリズムを開発しました。 このアルゴリズムは独立したソフトウェアモジュールとして提供され、結晶構造生成ソフトウェアに組み込むことができます。 これにより、これまで不可能であったスケールの氷結晶のシミュレーションが可能になります。 Masakazu Matsumoto, Takuma Yagasaki, and Hideki Tanaka, GenIce-core: Efficient algorithm for generation of hydrogen-disordered ice structures, J. Chem. Phys. 160, 094101 (2024). DOI:10.1063/5.0198056 GenIce-coreリポジトリ
CH4、CO2、Xeハイドレートのケージ占有率： 平均場理論とグランドカノニカルモンテカルロシミュレーション
我々のグループの新しい論文が出版されました。 クラスレート水和物の熱力学的安定性に関して、ゲスト-ゲスト相互作用がケージの占有率に与える影響を考慮した統計力学的理論を提案する。その影響の大きさを調べるために平均場近似を開発した。われわれの新しい方法は非常によく機能し、それは2種類のグランドカノニカルモンテカルロ(GCMC)シミュレーションによって示される。一つは完全なGCMCであり、もう一つは格子GCMCと呼ばれるクラスレート水和物用のシミュレーションである。後者のシミュレーションでは、ゲストとゲストの相互作用のみが明示的に扱われ、ホストとゲストの相互作用は、他のゲストを含まないケージ占有の自由エネルギーに組み込まれる。温度が低い場合やゲスト-ゲスト相互作用が強い場合には、大きな密度揺らぎなどのゲスト種の臨界現象が観測される。 Tanaka, H., Matsumoto, M. & Yagasaki, T. Cage occupancies of CH4, CO2, and Xe hydrates: Mean field theory and grandcanonical Monte Carlo simulations. J. Chem. Phys. 160, (2024) https://doi.org/10.1063/5.0188679