| 研究課題/領域番号 |
18H03673
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分13:物性物理学およびその関連分野
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
角五 彰 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (10374224)
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| 研究分担者 |
小長谷 明彦 恵泉女学園大学, 人文学部, 客員教授 (00301200)
秋山 良 九州大学, 理学研究院, 准教授 (60363347)
勝本 之晶 福岡大学, 理学部, 教授 (90351741)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
44,720千円 (直接経費: 34,400千円、間接経費: 10,320千円)
2020年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2019年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
2018年度: 22,490千円 (直接経費: 17,300千円、間接経費: 5,190千円)
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| キーワード | 生体分子機械 / 集団運動 / 高速数値シミュレーション / 熱力学 / 動力システム / 微小管 / キネシン / シミュレーション / 集団運動の熱力学 |
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| 研究成果の概要 |
生体分子機械を用いた分子デバイスや動力システムの研究・開発が世界中で精力的に行われている。本研究は、生体分子機械の数の利を生かし集団で機能するシステムの開発を目的とし、生体分子機械における１）集団運動の発現機構の解明、２）集団運動の構造的安定性の解明、ならびに３）集団運動のエネルギー収支の微視的および巨視的な観点からの理解に取り組んできた。本成果は集団運動に基づく材料創成のグランドデザインを提示するだけでなく、自律的に運動する物質群を理解する学理の構築にも貢献しうると期待される。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
生体分子機械を動力源とした動力システムは数多く提案されてきたが集団運動による協調的な運動を実現した例は数少ない。このような動力システムには、デザイン性や拡張性、摂動に関する頑健性とともに自己修復性など既存にはない機能性が期待される。また本研究で開発した実時間可視化シミュレーション技術は分子形状や密度など幾何学的パラメーターが考慮されており、リアルな系に即した集団運動の評価が可能になると期待される。さらに生体分子機械が創出する集団運動のエネルギー収支が理解されれば仕事効率に関する考察も可能となり、実用化の道筋を明示できるようになると期待される。
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