高分子材料の気体透過性（ガスバリア性）の指針となる透過係数Pは、溶解係数S×拡散係数Dとして評価されます。 また、高分子中の気体分子の拡散挙動をMD（分子動力学法）で扱う際、溶解係数や系の自由体積を用いて、気体分子の数や初期の設置場所を決定することにより、より実現象に近い評価が可能となります。

　EVMS法（Excluded Volume Map Sampling）を用いることで、溶解係数を見積もることが可能です（[1]〜[3]）。あらかじめNPTアンサンブルMDによりマトリクス成分の構造を作成しておきます。次に領域を細分化し、各領域に任意のサイズのテスト粒子を設置した際のエネルギー変化を評価することで、気体分子の設置場所候補を求めます（ΔE<0となる位置）。最後に、候補位置に実際の気体分子を設置した際のエネルギー変化を用いて溶解係数Sを評価します。

　J-OCTAのCOGNACモデラーを用いてcisポリイソプレン（重合度100）の分子構造を作成して、100℃、1気圧下でのアモルファス構造をVSOPを用いて作成しました。図1は、直径2.75Åのテスト粒子を挿入した際にΔE<0となった位置の分布を示しており、気体分子の設置場所候補になります。また、テスト粒子のサイズを変更していくことで、自由体積を評価することが出来ます。

　全ての候補位置に二酸化炭素分子を設置した際のエネルギー変化から得られた溶解係数Sは、4.23E-06 [cm^3(STP)/(cm^3 Pa)]となりました（STPは標準状態を意味します）。実験値と比較して妥当な値と言えます。

　EVMS法のソルバーを作成しました。エネルギー計算にはLJポテンシャルと静電相互作用を考慮可能です。詳細はお問い合わせください。