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実験・理論の融合による溶液中における分子集合体の高次構造解析手法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 17K14496
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 高分子化学
研究機関有明工業高等専門学校

研究代表者

大河平 紀司  有明工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (60629210)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードミセル / 計算化学 / 分子動力学シミュレーション / 小角X線散乱 / SAXS / 分子動力学法 / 分子集合体 / 高分子構造・物性
研究成果の概要

ミセルは、ドラッグデリバリーシステム、重合反応場、洗浄剤など、さまざまな機能材料として利用されている。したがって、新しい機能性材料の開発、また機能性評価を行うためには、水溶液中のミセルの3D構造を理解する必要がある。小角X線散乱(SAXS)は、分散粒子のサイズと形状に関するナノスケールの情報を得ることができる。しかし、SAXSのみでミセルの3D配置の詳細を理解することは困難である。本研究課題では、ミセルの3D配置を計算化学法とSAXSの組み合わせによって可視化するという新しい手法を確立した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

新しい機能性分子や機能性材料を創製する際、その立体構造に関する情報は非常に重要であり、時限的または各種条件にて生じる構造変化に伴う相互作用の理解は、医療や工学など、様々な分野において重要である。本研究課題で提案する手法は、ミセルの三次元構造を可視化することができ、さらに安定性や動的挙動を知ることができる。また、計算化学では初期構造モデルがその計算時間に大きく影響することはよく知られているが、実験的手法により得られる情報を基に初期構造および計算条件等を構築することができれば、計算時間の大幅な短縮に繋がる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] Foundation for Research and Technology(ギリシャ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Foundation for Research and Technology(ギリシャ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Structural analysis of a calix[4]arene-based Platonic Micelle2019

    • 著者名/発表者名
      Mylonas Efstratios、Yagi Naoto、Fujii Shota、Ikesue Kodai、Ueda Tomoya、Moriyama Hideaki、Sanada Yusuke、Uezu Kazuya、Sakurai Kazuo、Okobira Tadashi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 1982-1982

    • DOI

      10.1038/s41598-018-38280-1

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 計算化学的手法によるプラトニックミセルの三次元構造予測2020

    • 著者名/発表者名
      竹内 良, 藤井 翔太, 八木 直人, 櫻井 和朗, 大河平 紀司
    • 学会等名
      化学工学会第85年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 実験と計算化学を駆使したプラトニックミセルの構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      竹内良、大河平紀司
    • 学会等名
      第22回化学工学会学生発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 計算化学的手法によるプラトニックミセルの構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      大河平紀司
    • 学会等名
      第29回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Structural properties of Platonic Micelle constructed by calix[4]arene-based lipids2019

    • 著者名/発表者名
      Tadashi OKOBIRA, Efstratios MYLONAS, Naoto YAGI, Shota FUJII, Kazuo SAKURAI
    • 学会等名
      8th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 実験と計算化学を駆使したプラトニックミセルの構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      竹内良, 大河平紀司
    • 学会等名
      第56回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Estimation of 3D structure of Platonic micelle by combination techniques of SAXS and Computational Chemistry2018

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Okobira, Ryo Takeuchi, Naoto Yagi, Shota Fujii, Kazuo Sakurai
    • 学会等名
      The 12th International Polymer Cinference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 計算化学的手法を用いたプラトニックミセルの構造予測2018

    • 著者名/発表者名
      大河平紀司, 竹内良, 八木直人, 藤井翔太, 櫻井和朗
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] okobira Lab

    • URL

      http://www.ce.ariake-nct.ac.jp/lab/okobira/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 大河平研究室

    • URL

      http://www.ce.ariake-nct.ac.jp/lab/okobira/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 大河平研究室

    • URL

      http://www.ce.ariake-nct.ac.jp/lab/okobira/research.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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