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結晶性分子ジャイロスコープの光駆動高速内部回転制御:理論設計・合成・観測

研究課題

研究課題/領域番号 15KT0138
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分特設分野
研究分野 遷移状態制御
研究機関東北大学

研究代表者

菅野 学  東北大学, 理学研究科, 助教 (30598090)

研究分担者 瀬高 渉  首都大学東京, 都市環境科学研究科, 准教授 (60321775)
連携研究者 河野 裕彦  東北大学, 大学院理学研究科, 教授 (70178226)
研究期間 (年度) 2015-07-10 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード遷移状態 / 結晶 / 動的機能分子 / ナノテクノロジー / テラヘルツ波 / 分子動力学計算
研究成果の概要

気相あるいは溶液中の小規模な分子系に限られていた従来の遷移状態研究の枠を越え, 固体(結晶)における化学反応や分子運動の遷移状態を制御する手法を開拓した. 結晶性分子ジャイロスコープは外部骨格(固定子)に保護された環(回転子)を持ち, それが結合を軸として回転する. 回転子の挙動を瞬時に制御できれば, 高速に動作する光学材料としての応用が見込まれる. かご状固定子と極性回転子を持つ分子ジャイロスコープに着目し, 結晶構造の再現と回転ポテンシャル障壁の評価に成功した. 更に, 熱/光誘起内部回転シミュレーションを行い, 赤外光の照射によりnsの時間スケールで環の回転を駆動できることを見出した.

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] A Crystalline Molecular Gyrotop with a Biphenylene Dirotor and its Temperature Dependent Birefringence2017

    • 著者名/発表者名
      A. Fujiwara, Y. Inagaki, H. Momma, E. Kwon, K. Yamaguchi, M. Kanno, H. Kono, and W. Setaka
    • 雑誌名

      Cryst. Eng. Comm.

      巻: 19 号: 40 ページ: 6049-6056

    • DOI

      10.1039/c7ce01081h

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Rotational dynamics of a crystalline molecular gyroscope driven by an external terahertz field2015

    • 著者名/発表者名
      Wilfredo Credo Chung, 道股 知也, 小林 倫仁, 池田 嘉寿人, Anant Babu Marahatta, 菅野 学, 瀬高 渉, Stephan Irle, 河野 裕彦
    • 学会等名
      第6回 CMSI 研究会
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス(東京都・文京区)
    • 年月日
      2015-12-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Dynamics of Crystalline Molecular Gyroscopes Driven by Terahertz Radiations2015

    • 著者名/発表者名
      Wilfredo Credo Chung, Tomoya Michimata, Tomohito Kobayashi, Kazuto Ikeda, Anant Babu Marahatta, Manabu Kanno, Wataru Setaka, Stephan Irle, Hirohiko Kono
    • 学会等名
      5th International Workshop on Massively Parallel Programming Now in Quantum Chemistry and Physics - Toward exascale computing
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス(東京都・文京区)
    • 年月日
      2015-11-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] THz-Driven Internal Rotation in Crystalline Molecular Gyroscopes: Density-Functional-Based Tight-Binding Simulation2015

    • 著者名/発表者名
      Manabu Kanno, Tomoya Michimata, Tomohito Kobayashi, Wilfredo Credo Chung, Wataru Setaka, Hirohiko Kono
    • 学会等名
      International Workshop on Photo-induced Molecular Functioning
    • 発表場所
      新竹(台湾)
    • 年月日
      2015-11-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamics of Crystalline Molecular Gyroscopes Having Fluorine-Substituted Rotators Driven by Terahertz Radiations2015

    • 著者名/発表者名
      遠藤 香織, 道股 知也, 小林 倫仁, Wilfredo Credo Chung, 菅野 学, 瀬高 渉, 河野 裕彦
    • 学会等名
      平成27年度化学系学協会東北大会
    • 発表場所
      弘前大学文京キャンパス(青森県・弘前市)
    • 年月日
      2015-09-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [図書] 分子シミュレーション研究会会誌 アンサンブル2018

    • 著者名/発表者名
      菅野 学, 花崎 浩太, 山崎 馨, Thomas A. Niehaus, 河野 裕彦
    • 総ページ数
      76
    • 出版者
      分子シミュレーション研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 分子マシンの科学2017

    • 著者名/発表者名
      菅野 学, 河野 裕彦
    • 総ページ数
      200
    • 出版者
      化学同人
    • ISBN
      9784759813869
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 東北大学サイバーサイエンスセンター 大規模科学計算システム広報(SENAC)2015

    • 著者名/発表者名
      菅野 学, 小林 倫仁, Wilfredo Credo Chung, 山崎 馨, 瀬高 渉, 河野 裕彦
    • 総ページ数
      64
    • 出版者
      東北大学サイバーサイエンスセンター
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-07-14   更新日: 2019-03-29  

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