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水の揺らぎと機能に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 10044074
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物理化学
研究機関名古屋大学

研究代表者

大峰 巌  名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60146719)

研究分担者 松本 正和  名古屋大学, 物質科学国際研究センター, 助手 (10283459)
斉藤 真司  名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (70262847)
STANLEY Huge  ボストン大学, 物理科, 教授
FLEMING Grah  カリフォルニア大学, バークレー校・化学科, 教授
BERRY R.Step  シカゴ大学, 化学科, 教授
研究期間 (年度) 1998 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
5,700千円 (直接経費: 5,700千円)
1999年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
1998年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
キーワード水のダイナミックス / クラスター / 非線形分光法 / 大域的ポテンシャルエネルギー面 / 氷化 / シミュレーション / プロトン移動 / 生体高分子反応 / 5次非線形分光スペクトル / 大域的ポテンシャル・エネルギー面 / 生体高分子 / 水 / 氷 / 非線型分光 / 均一、不均一拡がり / アモルファス / 化学反応
研究概要

水のクラスター及び液体のダイナミックスの様相を実験の両面から解析することを目的とし、特にミクロレベルの揺らぎ、集団運動の様相を調べ、それらが化学反応のダイナミックスに及ぼす影響を解析し、基本構造の運動を取り出すかために大域的ポテンシャルエネルギー面また長時間域ダイナミックスの特徴を抽出する理論的方法の開発を行った。また非線形フェムト秒分光法を用いた、これらのミクロレベルの運動、揺らぎの観測が可能性を調べその限界と新しい実験法、また観測すべき物理量を明らかにした。さらに「水が低温になると、広いPhase-Spaceの中からどのように結晶氷を選びだし収束していくか」の氷化に関する研究を行った。また水、氷、生体高分子中でのプロトン移動の分子論的機構を明らかにする共同研究を行った。
具体的には;(1)溶液、特にミクロレベルの揺らぎ、集団運動の様相を調べるための高次5次非線形分光スペクトルに関する理論を完成させ、さらにシミュレーションを行い、カルフォルニア大学バークレー校Flemingグループと協力して実験の解析を進めた。(2)水液体及びクラスターの氷化過程をを解析刷るために、系の大域的ポテンシャル・エネルギー面の構造を解析さらに、シミュレーションを用いた水の氷化に初めて成功した。さらにそれを大きな系でしらべており、氷化の分子機構が明らかになると期待できる段階まできた。また小さな水分子クラスターの氷化、融解、それにともなう揺らぎも調べた。
(3)生体高分子に於ける水の役割とプロトン移動の機構について解析した。特にバクテリオロドプシンに於けるプロトンポンプ機構の初期段階を明らかにした。

報告書

(3件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (20件)

  • [文献書誌] S. Saito, M. Matsumoto, and I. Ohmine: "Water Dynamics ; Fluctuation, Relaxation and Chemical Reaction"Advances in Classical Trajectory Methods. 4. 105-151 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I. Ohmine and S. Saito: "Water Dynamics ; Fluctuation, Relaxation and Chemical Reaction in Hydrogen Bond Network Rearrangement"Accounts of Chemical Research. 32. 741-749 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 斉藤真司、松本正和、大峰巌: "水のダイナミックスとクラスター"The Bulletin of the Cluster Science and Technology. 2-2. 25-32 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shinji Saito and Iwao Ohmine: "Off-Resonant Fifth Order Nonlinear Response of Water and CS_<20>; Analysis Based on Normal Modes"J. Chem. Phys.. 108. 240-251 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Matsumoto, S. Saito, C. Kobayashi and I. Ohmine: "Liquid Water Dynamics ; Hydrogen Bond Rearrangement, Phase Space Dynamics and Proton Transfer"The Physics of Complex Liquids. 324-338 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shinji Saito, Masakazu Matsumoto and Iwao Ohmine: "Global potential energy surfaces of water clusters ; Reaction coordinate and annealing analyses"Special Issue of J. Mol. Liquids. 77. 95-103 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Saito, M, Matsumoto, and I. Ohmine: "Water Dynamics ; Fluctuation, Relaxation and Chemical Reactions"Advances in Classical Trajectory Methods. 4. 105-151 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I. Ohmine and S. Saito: "Water Dynamics ; Fluctuation, Relaxation and Chemical Reaction in Hydrogen Bond Network Rearrangement"Accounts of Chemical Research. 32. 741-749 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shinji Saito, Masakazu Matsumoto and Iwao Ohmine: "Water Dynamics and Clusters"The Bulletin of the Cluster Science and Technology. Vol. 2, No.2. 25-32 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shinji Saito and Iwao Ohmine: "Off-Resonant Fifth Order Nonlinear Response of Water and CSィイD22ィエD2, Analysis Based on Normal Modes"J. Chem. Phys.. 108. 240-251 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Matsumoto, S. Saito, C. Kobayashi and I. Ohmine: "Liquid Water Dynamics ; Hydrogen Bond Rearrangement, Phase Space Dynamics and Proton Transfer"The Physics of Complex Liquids. 324-338 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shinji Saito, Masakazu Matsumoto and Iwao Ohmine: "Global potential energy surfaces of water clusters ; Reaction coordinate and annealing analyses"Special Issue of J. Mol. Liquids. 77. 95-103 (1998)

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    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Saito,M.Matsumoto,and I.Ohmine: "Water Dynamics; Fluctuation,Relaxation and Chemical Reactions,"Advances in Classical Trajectory Methods. 4. 105-151 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] I.Ohmine and S.Saito: "Water Dynamics; Fluctuation,Relaxation and Chemical Reactions,in Hydrogen Bond Network Rearrangement"Accounts of Chemical Research. 32. 741-749 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 斉藤真司、松本正和、大峰巌: "水のダイナミックスとクラスター"The Bulletin of the Cluster Science and Technology. 2-2. 25-32 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 斉藤真司: "Off-Resonant Fifth Order Nonlinear Response of Water and CS_2" Journal of Chemical Physics. 108. 240-251 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 馬場昭典: "Global potential energy surfaces of water clusters;Reaction coordinate and annealing analyses." Journal of Molecular Simulation. 77. 95-103 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 松本正和: "Hydrogen Bond Rearrangement,Phase Space Dynamics and Proton Transfer" The Physics of Complex Lignid Wold Scientful. 324-338 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 大峰 巌: "Fluctuation,Relaxation and Chemical Reaction in Hydrogen Bond Network Rearrangement" Accoarts of Chemical Resench. (印刷中). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 斉藤真司: "Water Dynamics;Fluctuation,Relaxation and Chemical Reactions" Advances in Classical Trajedory. 4(印刷中). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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