超臨界流体に適用可能な精度と効率を兼備した第一原理分子 動力学計算：有効フラグメントポテンシャル-分子動力学計算

摘要

臨界温度·圧力を超えた状態にある超臨界流体は、 通常の気体および液体とは異なる特殊な性質を示すた め、有機溶媒に代わる新たな分離抽出溶媒として利用 されている [1]。高圧条件下で働く機能性液体の輸送 特性を実験に先立ち予測するには、分子シミュレー ションを用いた動力学の追跡が必須である。だが、古 典分子動力学（MD）法は、温度·濃度などを限定し た特定の系に対してその物理化学的性質を再現するよ うに予め最適化したパラメータを必要とするため、新 奇液体の物性予測に際し必ずしも最適な手法であると は限らない。一方、第一原理 MD 法による長時間シ ミュレーションの実施は、計算コストの観点から現実 的ではない。この背景の下、我々は第一原理計算に基 づく有効フラグメントポテンシャル（EFP2）を MD 法と組合せた手法（EFP2-MD 法）が、イオン液体お よび混合溶媒の平衡物性予測に利用可能であることを 示してきた [2,3]。本研究では、超臨界状態を含む高 圧条件下での液体 NH3 に対して EFP2-MD 法を適用 し、本手法による輸送特性の予測可能性を評価した。