シリカナノポア内部におけるイオン移動現象の分子シミュレーション

抄録

シリカナノポア内部のイオン移動現象について分子シミュレーションを行った。シリカナノポアの分子モデルを作成し、そのモデル内部にKCl水溶液を満たした時のイオンの分布、動的性質について、グランドカノニカルモンテカルロ法および分子動力学法を用いて調べた。さらに外部電場を与えた場合のイオンの移動現象について非平衡分子動力学シミュレーションを行った。シリカナノポアの軸方向に一定の長さだけ疎水性に表面改質すると、親水性領域と疎水性領域の境界に電位障壁が発生するため、外部電場の大きさを変えることにより、イオン流を変調させることができることを示した。また、電流－電圧特性を非平衡分子動力学シミュレーションと連続体計算によって求め、その差異を明らかにした。