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計算科学によるジアリールエテンの解析

公募研究

研究領域フォトクロミズムの攻究とメカニカル機能の創出
研究課題/領域番号 21021033
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関株式会社三菱化学科学技術研究センター

研究代表者

中村 振一郎  株式会社三菱化学科学技術研究センター, 基盤技術研究所, 主幹研究員 (10393480)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
2010年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2009年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード生体材料 / 超分子科学 / モデル化 / 量子ビーム / 分子機械
研究概要

新たな用途発掘を目的として、ジアリールエテン反応機構の理論的研究を行った。非経験的分子軌道法を主たる方法とし、加えて古典分子動力学法、半古典分子動力学法を活用した。一部、自作のゆらぎ解析ツールも活用した。
蛍光色素PTBの結合位置による閉環量子収率の違い:フェニル基とベンゾチオフェン基という僅かな違いが、スピン軌道相互作用に約1桁の違いを生み出すことが計算から示された。三重項の関与は計算科学的には自信を持って言えるが、レーザー分光から三重項が観測されないことが最終結論として世に出すまでに、懸案事項である。金属を含有したジアリールエテン: RuとFeにおけるフォトクロ反応性の違いは、上記と同じく三重項の関与により解釈できた。Fe系における置換基の違い(COとPPh3)には精妙なスピン軌道相互作用が介在している。量子ビートの解析:振動モードと量子ビートの周波数に良好な対応が観測された。親水性・撥水性を決定する分子のデザイン: 内田らとの共同研究において分子の分極特性を見積もったり、結晶成長のメカニズムを学習した。新規Pt系のメカニズム解明: 松下らの系を計算し、種々フォトクロ発現の要因解析をおこなった。現在、溶液相におけるラジカル種による実験系の再現に漸くたどり着いた。
フォトミスムの広義の展開として、光合成の初期過程を研究テーマとして課題設定するに至った。これはこの領域研究がもたらした大きな進展である。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] Reversible Photocontrol of Surface Wettability between Hydrophilic and Superhydrophobic Surfaces on an Asymmetric Diarylethene Solid Surface2011

    • 著者名/発表者名
      Ayaka Uyama, Seiji Yamazoe, Satomi Shigematsu, Masakazu Morimoto, Satoshi Yokojima, Hiroyuki Mayama, Yuko Kojima, Shinichiro Nakamura, Kingo Uchida
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 27(Inpress)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-Color Reversible Control of Photochromic Reactions in a Diarylethene Derivative : Three-photon Cyclization and Two-Photon Cycloreversion by Near IR Femtosecond Laser Pulse at 1.28 μm2011

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Mori, Yukihide Ishibashi, Hirohisa Matsuda, Syoji Ito, Yutaka Nagasawa, Hirotomo Nakagawa, Kingo Uchida, Satoshi Yokojima, Shinichiro Nakamura, Masahiro Irie, Hiroshi Miyasaka,
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society,

      巻: 133 ページ: 2621-2625

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fragment-Molecular-Orbital-Method-Based ab Initio NMR, Chemical-Shift Calculations for Large Molecular Systems2010

    • 著者名/発表者名
      Qi Gao, Satoshi Yokojima, Dmitri G.Fedorov, Kazuo Kitaura, Minoru Sakurai, Shinichiro Nakamura
    • 雑誌名

      J.Chem.Theory Comput. 6

      ページ: 1428-1444

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unusual Photochromic Behavior of C3-Methoxy-Substituted Bis(2-thienyl)perfluorocyclopentene2009

    • 著者名/発表者名
      Kingo Uchida, Hibiki Sumino, Yumiko Shimobayashi, Yousuke Ushiogi, Atsushi Takata, Yuko Kojima, Satoshi Yokojima, Seiya Kobatake, Shinichiro Nakamura
    • 雑誌名

      Bull.Chem.Soc.Jpn. 82

      ページ: 1441-1446

    • NAID

      10027170478

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 単一分子の円二色性分光2011

    • 著者名/発表者名
      若林政光
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 光化学系IIの構造の理論的解析2010

    • 著者名/発表者名
      横島智
    • 学会等名
      日本物理学会2010秋季大会
    • 発表場所
      九州工業大学
    • 年月日
      2010-09-12
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] カットオフ長を導入したフラグメント分子軌道法による化学シフトの第一原理計算2010

    • 著者名/発表者名
      横島智、高チ、沈君偉、フェドロフ、ドミトリ、北浦和夫、櫻井実、中村振一郎
    • 学会等名
      日本化学会第90春季年会
    • 発表場所
      近畿大学本部キャンパス
    • 年月日
      2010-03-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 衝突誘起解離におけるグリコシド結合の解裂機構III:量子化学計算による解析2010

    • 著者名/発表者名
      横島智
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 有機薄膜上へのMg真空蒸着の理論的解析2010

    • 著者名/発表者名
      木村嘉朗
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] フラグメント分子軌道による化学シフトの第一原理計算III2009

    • 著者名/発表者名
      横島智、Gao Qi、木村嘉朗、沈君偉、河野俊之、石田豊和、Dmitri G.Fedorov、北浦和夫、櫻井実、中村振一郎
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学黒髪キャンパス
    • 年月日
      2009-09-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] カットオフ長を導入したフラグメント分子軌道による化学シフトの第一原理計算2009

    • 著者名/発表者名
      横島智、Gao Qi、木村嘉朗、沈君偉、河野俊之、石田豊和、Fedorov Dmitri、北浦和夫、櫻井実、中村振一郎
    • 学会等名
      第3回分子科学討論会(名古屋)
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2009-09-23
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] カットオフ長を導入したフラグメント分子軌道によるNMRケミカルシフトの第一原理計算2009

    • 著者名/発表者名
      横島智、高チ、木村嘉朗、沈君偉、河野俊之、石田豊和、Dmitri G. Fedorov、北浦和夫、櫻井実、中村振一郎
    • 学会等名
      第12回理論化学討論会
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス武田先端知ビル武田ホール
    • 年月日
      2009-05-28
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] La vie de chercheur industriel dont 1a formation est faite par Alain Dedieu2009

    • 著者名/発表者名
      Shinichiro Nakamura
    • 学会等名
      Mont Sainte Odile Seminar in honor of Alain Dedieu
    • 発表場所
      Strasbourg, France
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Contribution of Computational Science and Simulation in Industrial Research, Focusing on Two Recent Activities : Photonic Molecular Design and NMR Chemical Shift by FMO Method2009

    • 著者名/発表者名
      Shinichiro Nakamura
    • 学会等名
      Foundations of Molecular Modeling and Simulation (FOMMS2009)
    • 発表場所
      Semiahmoo Resort Blaine,WA
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical Chemistry in Chemical industrial researches2009

    • 著者名/発表者名
      Shinichiro Nakamura
    • 学会等名
      CREST International Symposium on Theory and Simulations of Complex Molecular Systems International Symposium on Theory of Molecular Structure, Function and Reactivity, Celebrating Prof. Morokuma's 75th Birthday
    • 発表場所
      Kyoto Japan
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical Study of photochromic Diarylethene, Novel Quantum Yield Fluctuation and Possibility of Triplet Reaction Path2009

    • 著者名/発表者名
      Shinichiro Nakamura
    • 学会等名
      International Workshop on OrganicPhotoswitchable Multifunctional Materials
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical chemistry in chemical industrial research, NMR-δ for large proteins via FMO method2009

    • 著者名/発表者名
      Shinichiro Nakamura
    • 学会等名
      The 3rd Theory Meets Industry International Workshop
    • 発表場所
      Japan, Nagoya
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2018-03-28  

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