Atomic Level Characterization of Molecular Self Assembly: its formation and collapse
Project/Area Number |
19K04434
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 21030:Measurement engineering-related
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Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
Principal Investigator |
越野 雅至 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究グループ長 (00505240)
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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Keywords | シミュレーション / 両親媒性有機分子 / 臨海ミセル濃度 / 分子動力学計算 / 電子状態変化 / 電子顕微鏡 / 有機分子 / 分子動力学 / MD / 分子集合体 / 両親媒性分子 / 自己集積 / ソフトマテリアル / 多次元測定 |
Outline of Research at the Start |
極小の両親媒性有機分子で構成される自己集積型分子集合体膜の形成および崩壊過程に対し,最先端技術を搭載した走査/透過型電子顕微鏡により計測・評価し,電子線により容易に構造変化が起こるソフトマテリアルを高感度,高分解能,高速に原子・分子レベルで時間分解型の多次元測定を行う方法を開発する.また,大量に得られる実験データのノイズ除去技術や対象物質の画像認識技術を開発するとともに,100万個以上の分子集合体膜を取り扱う分子動力学計算および電子顕微鏡像シミュレーションを利用した理論解釈を行う.さらに得られたデータを試料作製プロセスへフィードバックする機械学習システムの有効性を検討する.
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Outline of Annual Research Achievements |
2022年度は,昨年度までに得られた実験データのシミュレーションによる解析を重点的に行なった.特に極小の両親媒性有機分子が分散された臨海ミセル濃度水溶液をモデル化し,全原子を用いた分子動力学計算(NAMD)ではCharmm力場 を用いて,数十から数百ナノ秒スケールの計算を評価した.一方で,長い時間スケールでのMDシミュレーションを実現するため,MARTINIを利用した粗視化モデルを構築し,オープンソースソフトウェア(OSS)のGROMACSをFUGAKUで利用した. また二次元物質のイメージングと光学スペクトル解析を行い,原子層からバルクへの構造変化にともなう電子状態変化(半導体,半金属)を測定する手法を開発した.
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2022年度は昨年度同様新型コロナウィルス感染対策がAISTで実施され,海外学会参加は招待講演以外は不可であったため研究計画に遅れが生じた.一方で,研究に用いる計算機資源として外部組織の利用を検討したところ、徐々にではあるが研究が進んでいる.
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Strategy for Future Research Activity |
海外での学会講演,国内発表,論文発表等の研究情報発信を積極的に行なう.また大規模な系の分子動力学シミュレーション計算は、外部組織の計算機資源を用いる予定である。
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Report
(4 results)
Research Products
(8 results)