| 研究課題/領域番号 |
19K05443
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分33010:構造有機化学および物理有機化学関連
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
河東田 道夫 早稲田大学, 理工学術院, 客員主任研究員 (60390671)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 有機物理化学 / 計算化学シミュレーション / エラスティック有機結晶 / 弾性特性 / 光吸収特性 / 結晶構造予測 / 密度汎関数理論計算 / 分子動力学シミュレーション / 分子構造生成 / 引長変形 / せん断変形 / De-novo分子生成 / 光学活性材料 / 配座異性体 / 分子間相互作用 / 有機発光材料 / メカノクロミズム / 第一原理計算 / 物理有機化学 / 量子化学計算 / 柔軟性有機結晶材料 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、エラスティック有機分子結晶の弾性機構やメカノクロミック機構などの物理的機構を計算化学シミュレーションを行い解明する。また、得られた物理的機構や単分子の知見や結晶安定構造探索シミュレーションに基づき、新奇エラスティック有機分子結晶のデザイン方法を開発する。さらに実験グループとの共同により、合理的デザイン方法の検証と新奇エラスティック有機分子結晶を開発を行う。
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| 研究成果の概要 |
エラスティック有機分子結晶の弾性機構やメカノクロミック機構などの「マクロ」な物理現象の機構を第一原理密度汎関数理論に基づく計算化学シミュレーションにより、「ミクロ」な原子・電子レベルの物理的機構を解明した。計算化学シミュレーションと機械学習技術を融合させた光吸収エラスティック有機分子結晶の高機能材料自動探索手法とソフトウェアの開発を行った。シミュレーションにより得られた物理的機構や単分子の知見、および高機能材料探索シミュレーションソフトウェアを活用し、新規エラスティック有機分子結晶探索とデザイン指針の検討を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
学術的意義として、計算化学シミュレーションと機械学習を活用することにより、エラスティック有機分子結晶の「マクロ」な弾性特性とメカノクロミック特性といった物理的現象を「ミクロ」な原子・電子レベルでの物理的機構、および解明し合理的分子デザイン指針を解明したことが挙げられる。
社会的意義として、本研究で開発した有機分子自動探索システムと合理的分子デザイン指針は、産業応用を含む新規発光性エラスティック有機結晶材料の探索・開発の際に活用することができ、近い将来には産業競争力向上や低環境負荷対策にも資することが挙げられる。
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