| 研究課題/領域番号 |
20H02718
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
小区分32020:機能物性化学関連
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| 研究機関 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設) |
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研究代表者 |
江原 正博 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 計算科学研究センター, 教授 (80260149)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2022年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2021年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
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| キーワード | 量子逆設計理論 / 不均一系触媒 / 合金微粒子 / 担持微粒子触媒 / 燃料電池 / 光機能システム / カーボンナノチューブ / 近赤外発光 / 量子状態理論 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究課題では、複雑・複合系の強相関電子状態を精密に記述する新しい基礎理論の開発を行い、表面量子状態が重要となる不均一系触媒の触媒作用や光機能システム系の物性発現の微視的メカニズムを解明し、その知見に基づいて不均一系触媒および光機能システム系の設計・制御に取り組む。具体的には、合金微粒子の構造と界面ダイナミクスの理論解析およびコロイド凝縮相合金微粒子触媒の研究、大規模強相関電子系の多階層理論の開発および担持金属微粒子触媒の研究、分子励起子ープラズモン系の合理的理論設計法の開発、修飾単層カーボンナノチューブ(SWCNT)の近赤外発光の理論解析に関する研究を実施する。
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| 研究成果の概要 |
本研究課題では，複雑・複合系の電子状態を精密に記述し，設計できる基礎理論の開発を行い，量子状態が重要となる不均一系触媒の触媒作用や光機能システム系の物性発現の微視的メカニズムを解明し，その知見に基づいて新規な触媒や材料の設計・制御に取り組んだ。具体的には，(1)合金微粒子の構造と触媒作用(凝縮相および固体表面)，(2)担持金属微粒子触媒および銅ゼオライト触媒の触媒作用，(3)分子－金属ナノ粒子系の合理的理論設計法の開発と応用，(4)修飾単層カーボンナノチューブの近赤外発光特性の理論解析・設計である。本研究課題では，複雑・複合系の設計理論の発展と実在系の有用な化学事象への応用を実現した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究課題で取り組んだ不均一系触媒は，社会や産業界において広く利用されている。研究対象としては，化成品合成触媒，自動車排ガス浄化触媒，燃料電池など重要な触媒の基礎研究を実施し，高性能な触媒を開発する上で，重要な知見を得ることができた。修飾単層カーボンナノチューブの近赤外発光は，単一光子源のデバイスやバイオイメージングなどの先端技術への応用が期待されている。本研究課題で開発した量子逆設計理論は，「機能」に注目して分子系を最適化し，設計できることから，本研究で示した局在表面プラズモンの光物性の設計などで有用となる計算科学技術である。今後，様々な分野の学術研究に利用されることが期待できる。
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