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プログラム・開発ソフトウェア

Colors

    独自のTight-binding法に基づく量子分子動力学計算プログラムです。 長距離クーロン相互作用の考慮により従来のTight-Binding法では不可能 であったイオン性を持つ酸化物や有機分子などあらゆる分野への応用を可能 としました。パラメータを第一原理計算に基づき決定することにより、 第一原理計算と比較して約5000倍の高速計算を可能としながらも高精度の 計算が実現されます。任意の温度下における原子のダイナミックスとそれに 付随する分子軌道のダイナミクスを計算することができます。
  • 高速化量子分子動力学法(Colors)
    (プロピレン重合反応用触媒であるZiegler-Natta触媒(TiCl4/MgCl2)を用いた プロピレン1分子挿入反応シミュレーション。活性点近傍における軌道解析図) [Unix,Windows]
    動画
Colors-Excite




    高速化量子分子動力学計算プログラムColorsを励起状態ダイナミックを計算する ことができるように機能アップした新しいプログラムです。任意の軌道の電子を 励起することができ、励起状態と基底状態における電子状態ダイナミックス、 化学反応ダイナミックスの違いを解明することができます。光触媒反応の 解明 などに有効です。例えば、従来の理論化学計算ではできなかったTiO2表面上における 光触媒反応ダイナミクスなどの計算が、本プログラムにより可能となりました。
  • 励起状態高速化量子分子動力学法(Colors-Excite)
    [Unix,Windows] 動画
Colors-Rare Earth




    高速化量子分子動力学計算プログラムColorsをf軌道に対応させたバージョンです。 近年、触媒、セラミックス、酸化物エレクトロニクス材料など広範な 材料分野において、 希土類元素の活用が高まっています。本プログラムはf軌道を含む希土類元素の全てについて 高速な電子状態ダイナミックス・化学反応ダイ ナミックスを解明することが可能な高速化量 子分子動力学計算を実行することができます。これにより、希土類を含む様々な材料設計の設計 が可能となります。例えば、触媒において重要なCeO2や酸化物エレクトロニクス材料において重要 なLa系ペロブスカイト型酸化物、希土類蛍光体の電子状態ダイナミクス計算が可能になりました。
  • 希土類対応量子分子動力学法(Colors-Rare Earth)
    [Unix,Windows]
Colors-Cond



    高速化量子分子動力学計算プログラムColorsを電気伝導シミュレーション用に対応させた バージョンです。半導体、エレクトロニクス材料、電池など広範な材料分野の複雑な界面の 電気特性を知る手法はが高まっています。本プログラムは独自の理論に基づき複雑な界面や 表面の電気伝導度を量子論に基づき定量予測することを可能としました。

Macro-Cond

    電気伝導シミュレーション用高速化量子分子動力学計算プログラムColors-Condの結果に基づき、 実デバイスの電気特性の予測をするためのモンテカルロシミュレータです。半導体、エレクトロニクス 材料、電池など広範な材料分野の実デバイス特性を量子論に基づき定量予測することを可能としました。
Electroluminescence Device Simulator



    電気伝導シミュレーション用高速化量子分子動力学計算プログラムColors-Condの結果に基づき、 有機ELのデバイス特性を予測するためのモンテカルロシミュレータです。Colors-Condの計算結果から、 キャリアの移動度および再結合確率を量子論に基づき算出し、有機ELの発光効率の予測を可能としました。

Hybrid-Colors




    高速化量子分子動力学計算をさらに大規模系に適用するために、古典分子動力学法との ハイブリッド化を実現させた高速計算プログラムです。例えば、化学反応 にとって重要な 役割を果たす固体表面や反応分子のみを高速化量子分子動力学法によって、化学反応に無関係 な固体の下の部分を古典分子動力学法で扱うことに よって、数千原子以上の大規模複雑系に おいて高速な電子状態ダイナミックス計算を実現することが可能です。本プログラムでは、 高速化量子分子動力学プログ ラムとしてはColorsを、古典分子動力学プログラムとしては、 New-RYUDOを使用します。
  • Hybrid高速化量子分子動力学法(Hybrid-Colors)
    [Unix]
MONTA




    定量的に様々な分子の固体表面や多孔体に対する吸着量、吸着サイト、吸着等温線などを シミュレーションすることが可能なグランドカノニカルモンテカルロ計算プログラムです。 多種類の吸着分子が同時に吸着する場合についても定量的に評価可能です。これにより、 他の吸着分子の存在による吸着量や吸着サイトの変化を予測することができます。また、 解離吸着にも対応可能であり、さらには交換イオンを含む系については、吸着による交換 イオンの位置変化、その移動による吸着量、吸着サイトへの影響も考慮できるなど、多く の特徴があります。
  • 吸着材の動きを考慮したグランドカノニカルモンテカルロ法
    [Unix]
New-Ryudo




    触媒材料などの無機分野を中心とした、より応用的な系のための、分子動力学計算プログラムです。 独自の設定ファイル形式により、各元素組合せ毎に、個別に 異なる形式のポテンシャルを使うことができます。 パラメータなどの単位の自動換算機能を有します。同じ性質の元素を場所によって識別する、或いは パラメー タの異なる原子を同一の表示にしてわかりやすくする、といったことが可能です。     

    ・構造の機械的破壊過程のシミュレーション(任意の元素に一定方向、一定の大きさの力をかけ続けることが可能)
    ・任意の元素を一定方向に一定速度で運動させ続ける機能(せん断による構造変化の過程を観察する場合など)
    ・表面の結晶成長シミュレーションなど任意の原子、分子を一定間隔で系内に発生させる機能
    ・表面への分子線照射のシミュレーションなど発生させた元素を一定時間後に消滅させる機能
  • 統合化分子動力学プログラム(New-RYUDO)
    [Unix,Windows]
New-Ryudo-IR

    分子動力学計算プログラムNew-RYUDOに、赤外(IR)・ラマンスペクトルを予測するための機能を 追加したバージョンです。対象の振動スペクトルを解析することでIR・ラマンスペクトルを予測します。第 一原理計算等に基づき精密に力場パラメータを決定することで、大規模で複雑な系のIR・ラマンスペクトルを 予測することが可能であり、実験的に観測される未知のスペクトルの帰属やスペクトルに基づき原子レベルでの 構造を理解することも可能です。
New-Ryudo-CR



    分子動力学計算プログラムNew-RYUDOに、化学反応計算対応機能を付加したバージョンです。 通常古典論では扱うことが不可能な化学反応を、確率論を導入することで考慮可能としました。 大規模な系での結合の解離・形成を伴うダイナミクスが可能となりました。プロトンホッピング を伴う電解質中のプロトン伝導や重合反応などをはじめとして様々な応用がこれまでになされています。

Tribosim



    TRIBOSIMはしゅう動条件下において、2つの固体壁間に挟まれた潤滑剤分子の動的挙動を明らかにすると共に、 トラクション係数・潤滑剤の粘度・動粘度などを求めて、目的とする潤滑剤分子の分子構造を設計するためのプログラムです。 具体的には、2つの固体壁の原子モデル及び、潤滑剤分子の原子モデルの初期構造を入力すると共に、固体間にかける 圧力・せん断速度・温度などを設定することにより、さまざまなしゅう動条件下でのシミュレーションを可能にします。 分子間力は、クーロン力、ファンデルワールス力、2体間力(Morse項など)、3体間力、4体間力を用いることができ、 原子間に働く力を忠実に再現でき ます。このように、本プログラムでは実際のしゅう動条件・原子間力を忠実に記述する ことにより、潤滑剤の示す潤滑特性を精確に記述することが可能となっています。


宮本研究室提供

Thermosim



    THERMOSIMは、熱伝導特性を定量的に予測するためのプログラムです。 具体的には、高温部と低温部をシミュレーションセル内に設け、両者の間の移動熱量から フォノン伝導に伴う熱伝導率の定量予測を可能とします。 分子間力は、クーロン力、ファンデルワールス力、2体間力(Morse項など)、3体間力、4体間力を 用いることができ、原子間に働く力を忠実に再現できます。これまでに、様々な固体や液体の 熱伝導特性の定量予測に成功しています。

Porous Structure Simulator: POCO2



    Porous Structure Simulatorは、複雑な多成分多孔質構造や混合粒子構造をコンピュータ上で再現し、 それに基づき現象や特性の定量的なシミュレーションを可能とするプログラムです。 三次元多孔質構造シミュレータ、 可視化プログラム、微細構造解析ツールと各課題にあわせた特性シミュレータからなる統合プログラムです。 燃料電池の多孔質電極特性、セラミクス材料の焼結過程、多孔質内の流体シミュレーションなど、 様々な応用が可能となっています。

Sintering Simulator:SINTA




    Sintering Simulator: SINTAは、三次元多孔質シミュレータPOCO2により構築された 担体多孔質構造における担持貴金属触媒の長時間シンタリング特性を予測するための シミュレータです。担持された貴金属微粒子が担体表面上を拡散し、シンタリングする 過程を実際の空間・時間スケールで定量的にシミュレーションすることが可能です。 貴金属-担体界面相互作用や担体構造の制御に基づく高耐久性触媒の設計支援ツールとして 有効な手法です。
MercuSim



    MercuSimは、三次元多孔質シミュレータPOCO2により構築された多孔質構造に対して水銀ポロシメトリー法 に基づき細孔容積を評価するための手法です。水銀が細孔内に浸透していく過程を独自の粗視化アルゴリズム を用いてシミュレーションし、積算細孔容積、微分細孔容積などを定量的に算出することが可能です。 RoHS指令などにより水銀使用規制の強化への対応策として最適なシミュレーションツールです。
MIAX



    MIAXはタンパク-タンパク相互作用を高精度に予測可能なタンパク質相互作用評価のための統合コンピュータシステムです。 独自のアルゴリズムに基づき、タンパク質の相互作用領域の予測、予測された相互作用領域に基づくタンパク質複合体構造 の予測を高速かつ高精度に実現します。
Rigix

    Rigixは独自のアルゴリズムに基づきタンパク質のフレキシビリティの解析を可能とするソフトウェアです。 タンパク質の各残基のフレキシビリティを定量指標化することができ、その結果に基づきタンパク質の機能に 関する議論が可能です。SNPによるフレキシビリティの変化や相互作用前後におけるフレキシビリティの変化など 多様な系への応用が可能です。
New-RYUGA


    量子分子動力学計算、分子動力学計算のための3次元ビジュアリゼーションプログラムです。 宮本研究室で開発したColors、Colors- Excite、Colors-Rare Earth、Hybrid-Colors、NEW-RYUDO、 TRIBOSIMなどの分子計算プログラムに対応しています。原子・分子の3次元グラ フィックス、 結合線や球などの豊富な表示方法、分子動力学法におけるアニメーションや軌跡表示、分子軌道や電子密度の可視化、 計算結果のグラフ化に加え て、電荷などの電子状態の可視化、任意の切断面での分子軌道・電子密度表示、分子軌道の アニメーション表示、各原子の温度変化表示など他のグラフィックス プログラムでは対応していない多彩な機能を搭載 しています。さらにバーチャルリアリティ対応のための3次元立体感視覚化、振動数や原子間距離の音響化、3次元マウス の使用なども実現しています。
  • 量子分子動力学用バーチャルリアリティシステム(New-RYUGA)
    [Unix]
New-RYUKI

    量子分子動力学計算、分子動力学計算のための3次元モデリングツールです。宮本研究室で開発した Colors、Colors-Excite、 Colors-Rare Earth、Hybrid-Colors、NEW-RYUDO、TRIBOSIMなどの分子計算 プログラムに対応しています。色々な結晶の構造を読み込 み、表面計算を行うための構造切断による 任意の表面作製、人工超格子などの界面を計算するための2種類の構造の合体による界面構造作製、 大きなモデルを作 製するための拡大、粒界をつくるための一部の構造だけの回転・移動、クラスター を作るための球形構造の作製など多彩な機能を搭載しています。本プログラム の特徴は下記の通りです。

    ・構造の自由な拡大、切断 ・構造の一部だけを移動、回転 ・セル内の任意の方向に空間をあけ表面計算に適用 ・他のファイルの構造を結合 ・識別のための構造の一部の元素名を任意の名称に変換


量子分子動力学法
  • 周期的高速化量子分子動力学法(PBC-Colors) [Unix,Windows]
  • ネットワーク分散型量子分子動力学法
    [Unix]
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モンテカルロ法
  • 非平衡モンテカルロ法(DEMC) [Unix]
  • Kineticモンテカルロ法 [Unix]
  • ゼオライトの結晶成長用モンテカルロプログラム [Unix]
グラフィックインターフェイス
  • コンピュータグラフィックス(MOMOVIE) [Unix]
  • 計算化学ソフトウェア用GUI(GLmomonga)
    [Unix]
  • モデリングソフト(RYUKI) [Unix]
  • 分子動力学用バーチャルリアリティシステム(RYUGA) [Unix]
販売ソフトウェア
  • コンビナトリアル計算化学
  • 医薬バイオ健康関連ソフト

分子動力学法
  • 結晶成長シミュレータ(MOMODY)
    [Unix]
  • 電場下での分子動力学シミュレータ [Unix,Windows]
  • 非平衡分子動力学法(DEMD&TAISHO)
    [Unix]
  • 粗視化分子動力学法(Dual-MOMODY)
    [Unix]
機器分析のシミュレーション
  • EXAFSシミュレータ(RYOXAMAS) [Unix]
  • AFMシミュレータ(ACCESS & ACCESS2) [Unix]
インフォマティックス
  • ニューラルネットワークシステム(Hirono)
    [Unix,Windows]
  • 構造データベース
  • パラメータデータベース(分子動力学用、モンテカルロ用、量子分子動力学用) [Unix,Windows]
  • パラメータ自動決定プログラム
    [Unix,Windows]
  • 特性・物性データベース [Unix,Windows]
  • 計算結果のデータベース [Unix,Windows]