THFハイドレートの結晶成長

毎秒30フレームの動画、1フレームが1 nsのシミュレーションに相当し、全部で700フレーム=700 nsです。(ちなみに、シミュレーションのステップ数で数えると、3.5億ステップとなります)

理想混合比のTHF水溶液で、半分結晶化した状態から、268 K (ここで使用している水分子モデルの常圧の融点よりはわずかに下)で分子動力学シミュレーションを実施しました。

見易いように、水とTHFを分けて、別の描き方で作画しました。左側が水17408分子、右側はTHF 1024分子です。

  • 左側、水分子は球で、水素結合は棒で描かれています。
  • 右側、THFは五角形で描かれています。
    • 緑はモバイル(10 ns の間に0.5 Å以上移動した)なTHF分子です。
    • 黒はモバイルでないTHF分子のうち、大ケージの位置にとどまっているものです。
    • 白はモバイルでないTHF分子のうち、大ケージ以外の場所にとどまっているものです。

ハイドレートの成長前線のあたりで、THF分子が間違った場所にたくさんトラップされているのが見えます。

次の図では、プログレスバーとスケールバーを付記しました。

artworks research water

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