| 研究課題/領域番号 |
16H04091
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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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| 研究分野 |
物理化学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
河野 裕彦 東北大学, 理学研究科, 客員研究者 (70178226)
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| 研究分担者 |
小関 史朗 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (80252328)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 多電子ダイナミクス / １電子有効ポテンシャル / 強レーザーパルス / 非断熱遷移 / ヒドロキシルラジカル / DNA鎖切断 / 光駆動分子モーター / クーロン爆発 |
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| 研究成果の概要 |
電荷・エネルギーの原子分割法や大規模系に適した非断熱動力学法を開発し、ナノ・バイオ分子の反応ダイナミクスの理論的理解を進めた。放射線や光によって高密度・高エネルギーで発生したOHラジカルがDNA周辺の水の壁を透過し、多くの１本鎖切断をクラスター的に起こすことを示し、DNAの2本鎖切断の機構を解明した。また、OH 修飾C60の様々なナノカーボンへの光変換や光駆動分子モーターの高速トランスーシス光異性化などの励起状態ダイナミクスを解明した。さらには、多配置時間依存電子動力学法を使って、強い光によるイオン化に多電子相関に起因する障壁が存在することを示し、新たなトンネルイオン化描像を提案した。
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| 自由記述の分野 |
化学反応動力学理論 強レーザー場化学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ラジカルによるDNAの2本鎖切断の理論的解明により、現在、実験グループと鎖切断のみならず塩基酸化などDNA損傷の全貌解明のための共同研究が進展している。強レーザー場化学、DNA損傷の定性・定量解析、損傷検出化学プローブの設計・合成、反応動力学理論の4チームが連携し、遺伝子の損傷・修復・複製の分子論構築を目指している。また、XFELパルスによる分子のクーロン爆発のシミュレーションを行い、実験で得られた解離イオンのエネルギーや角度相関から、反応中の分子構造を抽出するイメージング理論も構築した。以上、本理論研究は、観測された動力学過程の機構解明のみならず、さらなる実験立案を導く成果をもたらした。
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