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溶液内における立体構造形成過程の分子統計力学理論

研究課題

研究課題/領域番号 14J05067
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 物理化学
研究機関京都大学

研究代表者

松村 祥宏  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2015年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード分子の自己集合 / 集合過程・メカニズム / 金属-配位子錯体 / モデルハミルトニアン / エネルギー地形理論 / 統計力学理論 / 数理モデル / マスター方程式 / 積分方程式理論 / 密度汎関数理論 / 金属-配位子系 / 分子の自己組織化・自己集合
研究実績の概要

分子の自己集合現象を記述する理論の開発を行っている. 1つ目は, 構成要素の分子の分子内・分子間相互作用を記述する量子化学に基づく理論, 2つ目は, 分子が多数集合化した構造・状態を記述する統計力学理論, そして3つ目は, 系中に様々存在する分子集合体がどのように生成・消滅し, 時間発展していくかを記述する動力学理論である. 本年度は以下の3つの課題に取り組んだ.
(1)金属-配位子系の自己集合を記述するための理論手法の開発:今年度は, 2つの点で研究を進展させた. 1つ目は, モデルの洗練化であり, 昨年度に報告したモデルでみられた参照値とのずれを改善し, 最終的なモデルを確立した. この内容に関する論文を現在準備中である. 2つ目は, 確立したモデルをエネルギー地形探索法と組み合わせることで, 反応過程の解析を可能にし, パラジウム原子6個を含む全881原子の自己集合分子を解析した. この内容に関する論文を現在準備中である.
(2)分子の自己集合を記述するための統計力学理論:今年度は, 2つの研究を行った. 1つ目は, 対称性が破れた構造体の統計力学理論の開発である. 昨年度までに開発した構造体の理論では, 球対称の構造体しか求めることができなかった. より一般的な形を記述できるように理論を定式化し, 予備的な計算を行った. 2つ目は, エネルギー地形の統計的縮約法の開発である. 自己集合クラスターは多くの構造異性体を有し, それはエネルギー地形における局所安定構造として特徴づけることができる. 数多く存在する局所安定構造の統計的特徴を抽出するための解析手法を開発した.
(3)マスター方程式に基づく八面体型金属カプセル錯体の自己集合過程の解析:昨年度までに確立した手法を異なる配位子を用いた系にも適用できることを示し、昨年度までの結果とともに論文としてまとめ、投稿した.

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 2件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Department of Chemistry, Cambridge(英国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] An integral equation theory for solvation effects on the molecular structural fluctuation2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Matsumura and Hirofumi Sato
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 143 号: 1 ページ: 014104-014104

    • DOI

      10.1063/1.4923038

    • NAID

      120005712952

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 金属・配位子系における自己集合反応の理論研究2016

    • 著者名/発表者名
      松村祥宏
    • 学会等名
      第10回分子科学討論会
    • 発表場所
      神戸ファッションマート
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Phenomenological and Molecular approach to Self-Assembly process of metal-ligand system2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Matsumura
    • 学会等名
      Future of Chemical Physics
    • 発表場所
      University of Oxford
    • 年月日
      2016-08-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Phenomenological and Molecular approach to Self-Assembly process of metal-ligand system2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Matsumura
    • 学会等名
      Energy Landscapes 2016 workshop
    • 発表場所
      Porquerolles, France
    • 年月日
      2016-06-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Energy landscape of intramolecular reactions in metal-ligand self-assembly: Model Hamiltonian approach2016

    • 著者名/発表者名
      松村祥宏
    • 学会等名
      第32回化学反応討論会
    • 発表場所
      大宮ソニックシティ ソニックシティホール内
    • 年月日
      2016-06-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Energy landscape of intramolecular reactions in metal-ligand self-assembly: Model Hamiltonian approach2016

    • 著者名/発表者名
      松村祥宏, 井内 哲, 佐藤 啓文
    • 学会等名
      第32回化学反応討論会
    • 発表場所
      大宮ソニックシティ ソニックシティホール内(埼玉県さいたま市)
    • 年月日
      2016-06-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 金属-配位子系における自己集合反応のためのモデルハミルトニアン2016

    • 著者名/発表者名
      松村祥宏
    • 学会等名
      第19回理論化学討論会
    • 発表場所
      早稲田大学 西早稲田キャンパス
    • 年月日
      2016-05-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 金属-配位子系における自己集合反応のためのモデルハミルトニアン2016

    • 著者名/発表者名
      松村祥宏, 井内 哲, 佐藤 啓文
    • 学会等名
      第19回理論化学討論会
    • 発表場所
      早稲田大学 西早稲田キャンパス
    • 年月日
      2016-05-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Master Equation Analysis on Intermediates in Self Assembly Process of an Octahedron-Shaped Coordination Capsule2015

    • 著者名/発表者名
      松村祥宏, 平岡秀一, 佐藤啓文
    • 学会等名
      第4回国際シンポジウム 動的秩序と機能
    • 発表場所
      九州大学西新プラザ(福岡市)
    • 年月日
      2015-11-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] マスター方程式に基づく八面体型金属カプセル錯体の自己集合過程2015

    • 著者名/発表者名
      松村祥宏, 佐藤啓文
    • 学会等名
      第18回理論化学討論会
    • 発表場所
      大阪大学(豊中キャンパス)大阪大学会館
    • 年月日
      2015-05-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] SELF-ASSEMBLY PATHWAYS OF AN OCTAHEDRON-SHAPED COORDINATION CAPSULE BASED ON MASTER EQUATION2015

    • 著者名/発表者名
      松村祥宏
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Dynamical Ordering of Biomolecular Systems for Creation of Integrated Functions
    • 発表場所
      Mie
    • 年月日
      2015-01-10 – 2015-01-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 分子性液体の密度汎関数理論とマスター方程式による分子の自己集合過程の研究2014

    • 著者名/発表者名
      松村祥宏
    • 学会等名
      第37回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      佐賀
    • 年月日
      2014-11-12 – 2014-11-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ウイルスのカプシド形成の粗視化モデル系の理論研究:分子性液体の密度汎関数理論に基づく形成過程2014

    • 著者名/発表者名
      松村祥宏
    • 学会等名
      第8回分子科学討論会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2014-09-21 – 2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A study of virus capsid formation based on RISM theory2014

    • 著者名/発表者名
      松村祥宏
    • 学会等名
      Energy Landscapes: From Single Molecules to Soft Matter
    • 発表場所
      Durham, UK
    • 年月日
      2014-08-15 – 2014-08-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 凝縮系における自己集合過程の分子統計力学理論2014

    • 著者名/発表者名
      松村祥宏
    • 学会等名
      第17回理論化学討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-05-22 – 2014-05-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 京都大学 分子工学専攻 分子理論化学講座

    • URL

      http://www.riron.moleng.kyoto-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.riron.moleng.kyoto-u.ac.jp/group/matsumura.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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