paper2026
混合ガスハイドレートの結晶構造選択則
我々のグループの新しい論文が出版されました。 本論文では，混合ガスハイドレートの結晶構造選択則を拡張van der Waals–Platteeuw（vdWP）理論で議論する．まず，VOP（Vertex Order Parameter）を用いて空ホスト格子の力学的に不安定な構造を排除できる経験則を提案する．次に，ゲスト分子の種類と混合比が結晶構造に与える影響を考察し，微量の第二成分で相変化を誘発し，新規安定相や準安定相の探索が可能となることを示す．本研究は，ガスハイドレートの工学的応用と美しい結晶構造を持つ物質としての側面を重視し，新たな結晶構造発見への貢献を期待する． 河原亘佑, 松本正和, 田中秀樹, 2026. 混合ガスハイドレートの結晶構造選択則. 低温科学 84, 155–164. DOI:10.14943/lowtemsci.84.155
クラスレート水和物の熱力学的安定性に関する統計力学的理論と計算機的研究
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は、水ケージに閉じ込められたゲスト分子によって形成される非化学量論的な包摂化合物であり、エネルギー資源や CO2 回収・貯留において極めて重要である。本展望（Perspective）では、統計力学と分子シミュレーション、および分子間相互作用モデルを用いて、熱力学的安定性、構造多形、および動的プロセスの 3 つの主要領域で達成された相乗的な進展を概説する。van der Waals と Platteeuw の理論に端を発する安定性の理論的推定は、定圧条件、多重占有、およびホスト・ゲスト結合を考慮した修正によって大幅に改善され、多相共存の正確な予測が可能になった。また、新しい戦略を用いて、新規な水和物や氷の構造が合成されている。Frank-Kasper HS-I 相は小さなガス分子では不安定であるが、アルキルアンモニウム塩を用いたセミクラスレート水和物として実現された。さらに、ガス水和物の脱ガスなど、メタ安定な氷を形成するためのいくつかの戦略についても議論する。動的な側面については、分子力学シミュレーションを用いて調査されている。解離のキネティクスは、ゲスト濃度や気泡形成に大きく影響されることが示された。分子力学シミュレーションは、2 種類の低濃度水和物抑制剤についても貴重な知見を提供している。 Takuma Yagasaki, Masakazu Matsumoto, Hideki Tanaka; Statistical mechanical theory and computational study on thermodynamic stability of clathrate hydrates. J. Chem. Phys. 14 January 2026; 164 (2): 020901. DOI:10.1063/5.0309340