第1部 分子シミュレーションを用いた高分子研究の概要

(2026年1月29日 9:50〜11:50)

　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ます。本講座では、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、ソフトウェアの特徴、及び利用時のポイントを解説します。

1. 高分子構造形成の基礎
   1. 高分子の結晶化と配向構造
   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. 高分子凝集構造の階層性
   2. 高分子シミュレーションの階層性
   3. 全原子モデル
   4. 粗視化モデル
3. ソフトウェアの特徴と利用時のポイント
   1. OCTA (COGNACなど)
   2. LAMMPS
   3. NAMD
   4. AMBER
   5. Gromacs
• 質疑応答

第2部 高分子シミュレーションの概要および 粗視化分子動力学法の仕組み、その応用について

(2026年1月29日 12:40〜13:40)

　高分子材料の多階層構造を俯瞰し、量子化学から分子動力学、粗視化、メソスケールモデルまでの役割を整理する。さらに、粗視化分子動力学法のモデル化手順とパラメータ決定法、応用事例、データ駆動型設計 (Materials Informatics : MI) との連携の考え方を、実務に即した観点から解説する。

1. 高分子材料の多階層構造とシミュレーションの位置づけ
   1. 高分子材料に特有な長さ・時間スケールの整理
   2. 分子鎖構造・高次構造・マクロ物性の関係
   3. 実験・シミュレーション・データサイエンスの役割分担
2. 高分子シミュレーション手法の概要
   1. 全原子モデル
   2. 粗視化&メソスケールモデル
   3. マルチスケールモデリング&シミュレーションの考え方
   4. データ駆動型設計との連携
3. 粗視化分子動力学の仕組みと応用
   1. 背景理論と計算手法
   2. 粗視化ポテンシャル
   3. モデルの検証とスケール連携
   4. 応用事例
   5. 実務で利用する際の留意点と今後の展望
• 質疑応答

第3部 散逸粒子動力学 (DPD) 法の基礎から応用まで

〜ソフトマターの分子シミュレーション〜

(2026年1月29日 13:50〜14:50)

　近年、界面活性剤や高分子から構成される機能性材料の開発では、分子シミュレーションを活用した効率的な物性予測が求められている。
　本セミナーでは、散逸粒子動力学法の基礎とその発展の経緯を解説し、講演者の研究事例を交えながらその応用について紹介する。

1. はじめに
   1. 講演の目的と概要
   2. 分子シミュレーションの必要性
   3. シミュレーションの種類と位置付け
   4. 分子シミュレーションで何ができるか?
   5. ソフトマターとは、ソフトマター製品
   6. 機能性の発現と材料の内部構造 (階層性)
2. ソフトマターの分子シミュレーション
   1. 巨大分子 (高分子、ナノ粒子、液晶) の特徴
   2. 種々の計算手法
      • 分子動力学法
        • 全原子モデル
        • United Atom Model
        • Bead-spring Model
      • primitive chain network など
   3. 散逸粒子動力学法 (DPD) 法
   4. 粗視化ポテンシャルの作り方の紹介
3. DPD法を用いた材料設計 〜研究事例を中心に〜
   1. 分子シミュレーションによる実験の可視化
   2. 機械学習を組み合わせた予測技術
• 質疑応答

第4部 X線散乱データによる高分子高次構造解析:リバースモンテカルロ法の応用

(2026年1月29日 15:00〜16:00)

1. 高分子の階層構造とX線散乱
   1. 広角X線回折・小角X線散乱
   2. 高分子結晶の階層構造について
   3. 従来の研究手法とその問題点
2. リバースモンテカルロ法
   1. 基本原理
   2. X線回折データへの適用について
3. 高分子構造解析への適用
   1. 広角X線回折
   2. 小角X線散乱
   3. 実測データへの適用例
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第5部 くりこみ群分子運動法を用いた高分子シミュレーションとその応用

(2026年1月29日 16:10〜17:10)

　分子運動に起因する現象を再現できる強力な手法であるMD法において、問題となる粒子数をくりこみ群の考え方を用いて削減を試みた。 本手法の紹介と応用についてご説明します。

1. くりこみ群分子動力学法について
   1. MD法への適用方法
   2. 実例紹介
   3. 高分子MD法への適用
2. 高分子特有の現象
   1. 管内の流れ
   2. バラス効果
3. 混錬機シミュレーション
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