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複雑な分子系のダイナミクスを簡潔に記述する集団座標の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K17852
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 物理化学
研究機関静岡大学

研究代表者

河合 信之輔  静岡大学, 理学部, 准教授 (90624065)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード分子動力学 / データ解析 / 熱ゆらぎ / 非平衡統計力学 / 集団座標 / 溶媒分子ダイナミクス / 生体分子 / 生体高分子
研究成果の概要

本研究課題は,多数の分子からなる複雑な系において,本質的な少数の自由度を見出して理解することを目的として研究を遂行した。研究期間前半では,複雑な対象についての限られたデータの中から系の本質を明らかにするための基礎理論の構築を行うとともに,簡単なモデル系をテストケースとして本理論の有効性を示した。期間後半では,本理論を種々の具体的な分子系に当てはめることを目的とし,水溶液中のイオンの拡散運動,イオンペアの結合解離運動,生体高分子DNAの構造ゆらぎ,小さな生体分子であるジペプチド分子の構造転移について分子動力学シミュレーションを遂行してデータを収集し,本理論を適用して解析を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は,原理的に系を選ばない理論的手法によって低自由度モデルの抽出を可能とする。着目する現象に影響を与える実効的な自由度のみを取り出し,その相互作用の様子を具体的な方程式の形に書き下せるところに特色がある。この理論により,複雑な系について,現象の本質をうまく取り出して見通しよく理解することが可能になる。自由度の多さという問題が実在分子系に普遍的なものであることから,本理論は凝縮系・生体分子系を含む分子系全般への応用が可能な学術的重要性・汎用性の高いものである。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Recovering hidden dynamical modes from the generalized Langevin equation2016

    • 著者名/発表者名
      S. Kawai and Y. Miyazaki
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 145 号: 9 ページ: 094102-094102

    • DOI

      10.1063/1.4962065

    • NAID

      120005838619

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Extraction of multi-dimensional molecular dynamics from limited observations2018

    • 著者名/発表者名
      Shinnosuke KAWAI
    • 学会等名
      34th Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effective dynamical coordinates for the diffusion in liquid2017

    • 著者名/発表者名
      Shinnosuke Kawai
    • 学会等名
      第33回化学反応討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水溶液中のイオンペア結合解離ダイナミクスにおける動的自由度の抽出2017

    • 著者名/発表者名
      河合 信之輔
    • 学会等名
      第20回理論化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Effective dynamical modes in a liquid phase reaction2017

    • 著者名/発表者名
      Shinnosuke KAWAI
    • 学会等名
      International Symposium on "Diversity of Chemical Reaction Dynamics"
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 凝縮相の分子ダイナミクスにおける本質的自由度の抽出2017

    • 著者名/発表者名
      河合 信之輔
    • 学会等名
      ワークショップ「レア・イベントの計算科学」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イオンペア結合解離ダイナミクスにおける溶媒の運動モード2017

    • 著者名/発表者名
      河合 信之輔
    • 学会等名
      第11回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 水溶液中のイオンの拡散における集団運動モード2016

    • 著者名/発表者名
      河合 信之輔
    • 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,兵庫県神戸市
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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