2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of multicomponent quantum chemistry methods for accurate prediction and elucidation of hydrogen-functional mechanism
Publicly Offered Research
| Project Area | HYDROGENOMICS: Creation of Innovative Materials, Devices, and Reaction Processes using Higher-Order Hydrogen Functions |
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| Project/Area Number |
19H05063
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
立川 仁典 横浜市立大学, データサイエンス学部, 教授 (00267410)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 多成分系量子化学手法 / 量子水素 / H/D同位体効果 / 低障壁水素結合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高次水素機能の発現機構解明および高精度予測を目指し、多成分系量子化学計算手法を高度化し、低障壁水素結合に着目した大規模計算を実現することを目標とする。本年度は、特に以下の研究項目を実現し、当該領域「ハイドロジェノミクス」の研究推進に貢献した。
研究項目１．多成分系量子化学計算システムに、拡張型ONIOM法を開発・実装し、実構造に近い計算を可能とした。
研究項目２．低障壁水素結合(LBHB)に着目した高次水素機能の発現機構解明および高精度予測にむけた大規模計算を実現する。本年度は、森らの開発したLBHBを有するH3(Cat-EDT-TTF)2、およびその重水素置換化体に対する計算を実現し、さらには静電場を印加した計算を実現した。また金属表面における、水素吸着の安定性や量子論的な吸着反応経路の解析も行っている。
以上の成果により第4回（2019年度）分子科学国際学術賞を受賞すると共に、１０報の査読付き国際誌に報告した。
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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
材料中の水素が示す高次水素機能の発現機構解明および高精度予測のために、申請者が構築してきた量子化学計算手法を高度化させ、領域内での実験グループとの密な議論に基づきこの課題に挑戦している。具体的には、階層的手法等の導入により、分子性結晶や表面化学、さらには生体超分子に焦点を絞った大規模計算を実現する。以上の成果により第4回（2019年度）分子科学国際学術賞を受賞すると共に、１０報の査読付き国際誌に報告した。
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| Strategy for Future Research Activity |
我々の手法を適用することにより、当該領域「ハイドロジェノミクス」の研究推進に大いに貢献したい。
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