| Project/Area Number |
22K05020
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 32010:Fundamental physical chemistry-related
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
鳥居 肇 静岡大学, 工学部, 教授 (80242098)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 分子間相互作用 / 画像解析 / 電子密度 |
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| Outline of Research at the Start |
水素結合系やハロゲン結合系など，凝縮相系における分子間相互作用と分子間構造形成および観測可能量（分光シグナルなど）の変化の相関に関わる事例について，電子密度解析の手法を用いて進めてきた理論研究の発展形として，分子間相互作用を空間分解的に捉えるための汎用的プロトコルを導くことができる可能性を追求する。そのため，典型的と考えられる事例のうち，これまでに扱わなかったものを対象に，追加的な解析を行ったのち，分子間相互作用の各因子に特徴的な電子密度変化を数百メガピクセルの画像パターンとして認識し類型化することにより，その解析プロトコルを導く。さらに，数理最適化の手法を援用して，この手法の自動化を図る。
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| Outline of Annual Research Achievements |
水素結合系やハロゲン結合系など，凝縮相系における分子間相互作用と分子間構造形成および観測可能量（分光シグナルなど）の変化の相関に関わる事例について，電子密度解析の手法を用いて進めてきた理論研究の発展形として，分子間相互作用を空間分解的に捉えるための汎用的プロトコルを導くことができる可能性を追求する。そのため，典型的と考えられる事例のうち，これまでに扱わなかったものを対象に，追加的な解析を行ったのち，分子間相互作用の各因子に特徴的な電子密度変化を数百メガピクセルの画像パターンとして認識し類型化することにより，その解析プロトコルを導く。さらに，数理最適化の手法を援用して，この手法の自動化を図る。
令和５年度においては，令和４年度に引き続き「典型的な事例の追加的解析」を進めるとともに，「電子密度変化の類型化」に向けた準備をおこなった。前者については，典型的な水素結合性分子の１つであるメタノールの液体について，THzスペクトルのシミュレーションを行うために，分子運動に伴う電子密度の変化を解析し，電子密度変化の様相と分子運動の特徴の相関を明らかにした。また，THz領域に特徴的な振動モードをもつハロゲン結合系を対象に，電子密度をもとに，静電相互作用と分子間電荷移動の相対的重要性を解析した。後者については，これまでに扱った具体的事例を対象に，電子密度変化の画像としての特徴量を抽出するアルゴリズムの検討を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでに，「典型的な事例の追加的解析」と「電子密度変化の類型化に向けた準備」の双方において，進展を得ることができた。前者については，典型的な水素結合性分子の１つについて，解析を進めたところであり，その結果はJ. Mol. Liq.誌に論文として発表した。後者については，これまでに扱った具体的事例を対象に，電子密度変化の画像としての特徴量を抽出するアルゴリズムの検討を行ったところであり，解析をさらに進めるための準備が整いつつあるといえる。このことから，「おおむね順調に進展している」と考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
「典型的な事例の追加的解析」については，生体分子内に存在する多様なハロゲン結合供与分子骨格の各々や，ハロゲン結合の重要な類型の１つであるハロニウムイオン系など，さらに対象系を拡げることにより，電子密度変化の類型化のための基礎データを充実させる。そのうえで，汎用的な解析プロトコルの確立に向けて解析を進める。
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