Takenori Yamamoto, Shuhei Ohnishi, Ying Chen, and Shuichi Iwata
“Effective Interatomic Potentials Based on the First-Principles Materials Database”
Data Science Journal , Vol. 8, 62-69 (2009)
【概要】密度汎関数法に基づく第一原理分子動力学計算から物理量としてのforceを求め分子動力学計算のための原子間ポテンシャルを決める。液相、固相、表面、クラスターなど様々な構造を考慮したforceデータに古典的なポテンシャルをmachingさせる計算手法により、大きな系の相転移等のシミュレーションが可能であることを示した。

Hiroshi Frusawa
“Strongly Coupled Coulomb Fluids: Lower Bound Approach to van der Waals Theory”
物性研究, Vol. 91, 710-712 (2009)
【概要】最近開発した変分原理を用いると、強結合カウンターイオン系の第一原理理論を構築できる。このフレームワークは、従来の様々な強結合理論の統一化を実現する。

Hiroshi Frusawa
“A Variational Principle Behind the van der Waals Picture of Strongly Coupled Plasmas”
J. Phys. A, Vol. 42, 08204-1 – 08204-8 (2009)
【概要】従来、強結合プラズマ系を記述する際には、van der Waals描像が有効であることが経験的に知られていた。本論文では、この描像の正当性を基礎づける変分原理を構築した。本形式は、場の理論と液体論を自然に融合する点に特徴がある。

Ken Hirano, Masaru Aoyagi, Tomomi Ishido, Toshihiko Ooie, Hiroshi Frusawa, Masumi Asakawa, Toshimi Shimizu, and Mitsuru Ishikawa
“Measuring the Length Distribution of Self-Assembled Lipid Nanotubes by Orientation Control with a High-Frequency Alternating Current Electric Field in Aqueous Solutions”
Analytical Chemistry, Vol. 81, 1459-1464 (2009)
【概要】脂質ナノチューブに交流電場を印加し、配向制御することに成功した。さらに、一本の配向ダイナミックスを追跡することにより、その回転拡散係数を求めた。この拡散係数より、脂質ナノチューブの長軸長を求めることもできる。

Tsutomu Takahashi, Takashi Itoh, Susumu Fujiwara, and Masato Hashimoto
“Novel Primary Dispersion in Viscoelastic Behavior of Ferroelectric Nylon 6”
Polymer J., Vol. 41, pp.354 – 355 (2009)
【概要】急冷した強誘電アモルファスナイロン6が300K付近において新しい主分散を示すことが分かった。

Susumu Fujiwara, Takashi Itoh, Masato Hashimoto, and Ritoku Horiuchi
“Molecular Dynamics Simulation of Amphiphilic Molecules in Solution: Micelle Formation and Dynamic Coexistence”
J. Chem. Phys., Vol.130, pp.144901-1 – 144901-8 (2009)
【概要】溶液中における両親媒性分子の粗視化分子動力学シミュレーションを実行し、ミセル形成と動的共存に関する解析を行った。
（Virtual Journal of Biological Physics Researchの2009年4月15日号 （Volume 17, Issue 8）に選ばれた。）

Tomonari Sumi, Nobuyuki Imazaki, and Hideo Sekino
“Critical Casimir Effect in a Polymer Chain in Supercritical Solvents”
Phys. Rev. E, Vol. 79, 030801(R)-1 – 030801(R)-4 (2009)
【概要】超臨界溶媒中での孤立高分子鎖のコンフォメーション変化を，液体の密度汎関数理論に基づくマルチスケールシミュレーションを用いて解析した．それにより，(a)高分子鎖が親溶媒性であるか疎溶媒性であるかに関わらず，臨界点近傍では普遍的に大きく広がったコンフォメーションを取る事，(b)強い親溶媒性高分子の場合は，圧縮率が理想気体を下回る辺りで，高分子-溶媒複合形成による特異的な自己凝縮状態が現れる事を見いだした．

Naoko Kanaeda, Tetsuo Deguchi and Lynn Zechiedrich
“Diffusion of supercoiled DNA and the effect of base-flipping by Brownian dynamics”
物性研究, Vol. 92, 145-146 (2009)
【概要】Supercoiled DNAの絡み目数(linking number Lk)は、熱揺らぎのもとで保存する。はしご型のモデルを考え、絡み目数と拡散の関係を調べた。はしごを何度かねじった後に右端と左端のビーズをFENEバネでつなぎ、絡み目数を保存する。拡散定数は絡み目数の線形関数で表された。さらにbase-flippingが拡散に与える影響を調べるため、FENEバネでつながれたペアの１つを切り離した。拡散は、base-flippingがない場合に比して遅くなった。この傾向は角度ポテンシャルを加えると、より顕著となった。

Naoko Kanaeda and Tetsuo Deguchi
“Diffusion of Circular DNA in Solution by Brownian Dynamics”
物性研究, Vol. 92, 143-144 (2009)
【概要】環状鎖と線形鎖の拡散定数の比（C因子）をBrownian dynamicsにより排除体積効果および流体力学的相互作用を考慮して計算した。目的は環状鎖モデルの妥当性の実験との比較検討である。FENEバネでつながれたバネビーズ模型では、C因子は1.1で、合成環状高分子の実験結果と一致する。その一方、環状DNAの実験C～1.3と合わない。しかし強い角度ポテンシャルを与えた場合、C因子はおよそ1.3になることが分かった。この強い角度ポテンシャルは、kinkと呼ばれるDNA分子内部の鋭く曲がった構造を表しているのかもしれない。

Tetsuo Deguchi, Yoko Akita and Akihisa Yao
“On the Criticality of Random Knots at the θ Temperature– A Preliminary Report”
物性研究, Vol. 92, 131-134 (2009)
【概要】結び目不変量を用いた数値シミュレーションに基づいて、一定の結び目型を持つランダムポリゴンの頂点数Nに関する漸近的な振る舞いは、新しく顕著な臨界現象に対応する、という予想を提案する。多くの研究者によって、ランダム結び目の慣性半径はN に関して排除体積鎖と同じ指数0.588をもつことが指摘されている。一方、ランダム結び目に対して分布関数を求めるとガウス的な振る舞いを示す。予備的段階ではあるが、現在、頂点数N=1000 の場合でも同様であった。この結果は指数 0.588 と矛盾し、新しい可能性を示唆する。

Naomi Hirayama, Kyoichi Tsurusaki and Tetsuo Deguchi
“Linking probabilities of self-avoiding polygons”
物性研究, Vol. 92, 103-106 (2009)
【概要】環状高分子の溶液やネットワークの性質に深く関係する絡み合い確率を数値的に評価して考察した。絡み合い確率 P(L, r)は，2つの環状高分子を重心間距離 rだけ離して置いた場合に，それらがリンク・タイプ Lのトポロジーをもつ確率である。また，環状鎖が非自明な絡み目をつくる確率を P(link, r)と表す。環状鎖の長さや排除体積を変えてシミュレーションを行い，P(L, r) および P(link, r)を数値的に評価した。そして距離ｒの関数として良い適合曲線を与える関数形を求めた。（津留崎恭一：数値計算）

Naoko Kanaeda and Tetsuo Deguchi
“Intrinsic Viscosity of Knots in Solution Evaluated through the Brownian Dynamics”
物性研究, Vol. 92, 101-102 (2009)
【概要】溶液中における結び目高分子の固有粘度を、Brownian dynamicsにより排除体積効果および流体力学的相互作用を考慮して計算した。その結果、結び目高分子の三葉結び目に対する固有粘度の比が、Nに依存しないことが分かった。またその固有粘度の比は、理想結び目の平均交点数(ACN)の二次関数であることが分かった。

Naoko Kanaeda and Tetsuo Deguchi
“Universality in the Diffusion of Knots”
Phys. Rev. E, Vol. 79, 021806-1 – 021806-5 (2009)
【概要】溶液中の結び目環状高分子の拡散定数をブラウン動力学シミュレーションにより求めた。流体力学的相互作用を取り入れ、ボンドのすり抜けが生じないようにポテンシャルを定めた。同じ分子量の線形鎖の拡散定数との比を求めたところ、重合度依存性はほとんどなく、その結び目依存性は理想結び目の平均交点数によって表された。慣性半径と流体力学的半径の比も求めた。（高野敦志：結び目高分子に関する研究連携）

Naomi Hirayama, Tsurusaki Kyoichi, and Tetsuo Deguchi
“Linking Probabilities of Off-lattice Self-Avoiding Polygons and the Effects of Excluded Volume”
J. Phys. A: Math. Theor., Vol. 42, 105001-1 – 105001-18 (2009)
【概要】二つの自己排除体積ポリゴンをランダムに生成したときに絡み目が生じる確率を二つのポリゴンの重心間距離の関数としてシミュレーションで求めた。重心間距離依存性を表す関数はカイ自乗検定で十分に良く適合した。絡み目確率は環状高分子溶液の浸透圧を測定することによて実験的に確認される。（高野敦志：環状高分子溶液に関して研究連携）

Naoko Kanaeda and Tetsuo Deguchi
“Diffusion of a Ring Polymer in Good Solution via the Brownian Dynamics with No Bond Crossing”
J. Phys. A: Math. Theor., Vol. 41, 145004-1 – 145004-11 (2008)
【概要】希薄溶液中の環状高分子の拡散定数をブラウン動力学法を用いて数値的に求め、線形高分子の拡散定数との比を導いた。比は臨界現象の普遍振幅比に相当し、模型の詳細に依存せずに普遍的な値を示す。シミュレーション結果は合成高分子の実験と整合的で、環状ＤＮＡの実験値よりも小さい値となった。この結果、ＤＮＡの動力学は異なる普遍性クラスに属すると考えられる。
（出口哲生：研究立案および研究指導、高野敦志：研究の動機付け）

Kiyoshi Sogo
“Lagrange Top Revisited”
J. Phys. Soc. Japan, Vol. 77, 084002-1 – 084002-5 (2008)
【概要】独楽の運動の離散化された非線形方程式に対して厳密解を与えた。

Ryoichi Yamamoto, Kang Kim, Yasuya Nakayama, Kunimasa Miyazaki, and Davd R. Reichman
“On the Role of Hydrodynamic Interactions in Colloidal Gelation”
J. of Phys. Soc. Japan, Vol. 77, 084804-1 – 084804-4 (2008)
【概要】短距離相互作用するコロイド粒子系の、ゲルへの凝集過程を数値計算により調べた。流体力学相互作用の影響が、特に2次元で大きいことがわかった。（山本量一・宮崎州正：数値計算、議論、および原稿作成）

Tomonari Sumi, and Hideo Sekino
“A Self-Consistent Density-Functional Approach for Homogeneous and Inhomogeneous Classical Fluids”
J. Phys. Soc. Jpn., Vol. 77, 034605-1 – 034605-8 (2008)
【概要】PatraとGhoshにより提案されたweighted-density approximationは，我々が導入した有効密度に対する一次の密度汎関数テーラー展開により導かれる事を示した．この手法を剛体球，Lennerd-Jones流体および一成分プラズマに適用し，バルクの構造と熱力学量，および壁近傍やスリットの間の密度分布を計算した．結果をシミュレーションと比較することにより，有効密度近似の有効性を検討した．

Tomonari Sumi, and Hideo Sekino
“Metal-nonmetal Transition in Dense Fluid Hydrogen”
J. Chem. Phys., Vol. 128, 044712-1 – 044712-7 (2008)
【概要】電子と核とを同時に扱う事が可能な量子-古典混合系に対する密度汎関数理論を用いて，高密度流体水素の理論的研究を行った．10000Kの等温線に沿った密度減少により，金属相と非金属相の二相共存による不連続な金属-非金属転移が観測された．

Tomonari Sumi, Kazuhiko Kobayashi, and Hideo Sekino
“Behavior of a Polymer Chain Immersed in a Binary Mixture of Solvents”
J. Chem. Phys., Vol. 127, 164904-1 – 164904-7 (2007)
【概要】二成分混合溶媒中での高分子鎖の混合比依存性を理論的に調べた．高分子鎖が選択的な親溶媒性および疎溶媒生を持つ場合，高分子鎖は液-液臨界点近傍で大きく膨潤する事を示した．

Hans M. Wyss, Kunimasa Miyazaki, Johan Mattsson, Zhibing Hu, David R. Reichman, and David A. Weitz
“Strain-Rate Frequency Superposition – A rheological probe of structural relaxation in soft materials”
Phys. Rev. Lett, Vol. 98, 238303-1 – 238303-4 (2007)
【概要】振動シアがあるコロイドガラスは、興味深いレオロジー的な性質を示す。特に、わずかなシアにより粘性係数が激減するなどの非線形レオロジーが観測される。我々はその非線形性を逆手に取り、非線形応答関数から、幅広い平衡系のダイナミクスをスペクトルを予想するための理論を提唱し、それを実験により確かめた。

L. Berthier, G. Biroli, J.-P. Bouchaud, W. Kob, K. Miyazaki, and D. R. Reichman
“Spontaneous and induced dynamic correlations in glass formers. II. Model calculations and comparison to numerical simulations”
J. Chem. Phys, Vol. 126, 184503-1 – 184503-21 (2007)
【概要】ガラス転移における、動的不均一性、とくに高次相関関数の、アンサンブルや温度、密度、そして微視的過程に対する依存性を系統的に調べた。特に、モード結合理論、Kinetically constrained modelなどの様々な理論と、シミュレーションの結果を詳細に調べた。

Thuy-Trang Hua, Takashi Itoh, Susumu Fujiwara, and Masato Hashimoto
“Superlattice Epitaxy of Vinylidene Fluoride/Trifluoroethylene Copolymer Crystals on Highly Priented Pyrolytic Graphite”
J. Phys. Soc. Jpn., Vol. 76, 124604-1 – 124604-7 (2007)
【概要】グラファイト(HOPG)単結晶(0001)表面におけるVDF/TrFE共重合体のエピタキシャル現象について、主としてTEMとAFMを用いて検討し、共重合体結晶とHOPG(0001)表面の方位関係を明らかにした。

Thuy-Trang Hua, Takashi Itoh, Jian-An Hou, Susumu Fujiwara, and Masato Hashimoto
“Freezing of High-Temperature Phase in Vinylidene Fluoride/Trifluoroethylene Copolymer Crystals on Vacuum-Evaporated Metal Surfaces”
Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 46, L1170-L1172 (2007)
【概要】種々の金属(Pt, Al, Au, Cu)の多結晶薄膜表面におけるVDF/TrFE共重合体のエピタキシャル現象について、主としてTEMを用いて検討し、室温においても高温相が凍結される現象を見出した。このような高温相構造の安定化において、共重合体と基板の間のクーロン相互作用が重要な役割を果たしていることが示唆された。