線形・非線形分光シミュレーションによる緩和および反応ダイナミクスの解明

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22350013
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 分子科学研究所
• 研究代表者: 斉藤 真司 分子科学研究所, 理論・計算分子科学研究領域, 教授 (70262847)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 化学反応

研究概要

超高速ダイナミクスに関して、分子動力学計算を駆使した水の分子内・分子間運動の揺らぎ・エネルギー緩和過程、溶液中およびタンパク質における化学反応ダイナミクスを解析した。また、遅い運動に関して、温度低下にともなう過冷却水の等圧熱容量の急激な増加の分子論的起源を解明するとともに、過冷却液体の不均一ダイナミクスの寿命の系統的な解析により動的不均一性の寿命の温度依存性とFragility の明確な関係を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Frequency dependence of specific heat in supercooled liquid water and emergence of correlated dynamics (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Saito, I. Ohmine, and B. Bagch
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. 巻: 138 ページ: 094503
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular origin of the difference in the HOH bend of the IR spectra between liquid water and ice (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Imoto, S. S. Xantheas, and S. Saito
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. 巻: 138 ページ: 054506
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical and Experimental Studies on Vibrational Energy Relaxation of the CO Stretching Mode of Acetone in Alcohol Solutions (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Higashi, S. Hirai, M. Banno, K. Ohta, S. Saito, and K. Tominaga
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. 巻: B,117 ページ: 4723-4731
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple Length and Time Scales of Dynamic Heterogeneities in Model Glass-Forming Liquids: A Systematic Analysis of Multi-Point and Multi-Time Correlations (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kim and S. Saito
  • 雑誌名: J. Chem. Phys., Special Topic: Glass Transition 巻: 138 ページ: 12A506
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluctuations and Relaxation Dynamics of Liquid Water Revealed by Linear and Nonlinear Spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yagasaki and S. Saito
  • 雑誌名: Annu. Rev. Phys. Chem. 巻: 64 ページ: 55-75
  • 査読あり
• [雑誌論文] Energy Relaxation of Intermolecular Motions in Supercooled Water and Ice: A Molecular Dynamics Study (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Yagasaki and S. Saito
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. 巻: 135 ページ: 244511
  • 査読あり
• [雑誌論文] Insights in Quantum Dynamical Effects in the Infrared Spectroscopy of Liquid Water from a Semiclassical Study with an Ab Initio-Based Flexible and Polarizable Force Field (2011)
  • 著者名/発表者名: J. Liu, W. H. Miller, G. S. Fanourgakis, S. S. Xantheas, S. Imoto, and S. Saito
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. 巻: 135 ページ: 244503 (14 pages)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct Simulation of Excited-State Intra molecular Proton Transfer and Vibrational Coherence of 10-Hydroxy benzo[h]quinoline in Solution (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Higashi and S. Saito
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Letters 巻: 2 ページ: 2366-2371
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Novel Method for Analyzing Energy Relaxation in Condensed Phases Using Nonequilibrium Molecular Dynamics Simulations: Application to the Energy Relaxation of Intermolecular Motions in Liquid Water (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Yagasaki and S. Saito
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. 巻: 134 ページ: 184503 (9 pages)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hidden Slow Time Scale of Correlated Motions in Supercooled Liquids: Multi-Time Correlation Function Approach (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Kim and S. Saito
  • 雑誌名: J. Non-Crystalline. Solids 巻: 357 ページ: 371-375
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Nonadditive Interactions on Ion Solvation at the Water/Vapor Interface: A Molecular Dynamics Study (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Yagasaki, S. Saito, and I. Ohmine
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. A 巻: 114 ページ: 12573-12584
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relation between Conformational Heterogeneity and Reaction Cycle of Ras: Molecular Simulation of Ras (2010)
  • 著者名/発表者名: C. Kobayashi and S. Saito
  • 雑誌名: Biophys. J. 巻: 99 ページ: 3726-3734
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of the Lifetime of Dynamic Heterogeneity in the Frequency Dependent Stokes-Einstein Relation of Supercooled Liquids (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Kim and S. Saito
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 79 ページ: 093601 (4 pages)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-Time Density Correlation Functions in Glass-Forming Liquids: Probing Dynamical Heterogeneity and its Lifetime (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Kim and S. Saito
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. 巻: 133 ページ: 044511 (10 pages)
  • 査読あり
• [学会発表] Dynamics of Liquid and Supercooled Water (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Saito
  • 学会等名: Indo-Japan Bilateral Collaboration Seminar
  • 発表場所: Hyderabad, India
  • 年月日: 20121121-22
• [学会発表] Relaxation and Fluctuation (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Saito
  • 学会等名: 244th American Chemical Society National Meeting and Exposition
  • 発表場所: Philadelphia, USA
  • 年月日: 20120819-22
• [学会発表] Chemical Reaction, Fluctuation, and Relaxation in Liquids (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Saito
  • 学会等名: Marie Curie IRSES meeting on "1st International Workshop on Computer Simulations of Thermally Excited Molecules and Materials by First Principles"
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 20120310-11
• [学会発表] Dynamics of liquid water: Energy relaxation and fluctuation (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Saito
  • 学会等名: 4th Japan-Korea Seminar on "Biomolecular Sciences: Experiments and Simulations"
  • 発表場所: Nara
  • 年月日: 20120109-11
• [学会発表] 水の多次元分光法の理論計算-揺らぎ、緩和、物性-、テラヘルツ分光法の最先端V (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Saito
  • 学会等名: 日本分光学会テラヘルツ分光部会
  • 発表場所: パシフィコ横浜、Yokohama
  • 年月日: 20110928-29
• [学会発表] Dynamics in water and ice revealed by theoretical nonlinear IR spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Saito, and T. Yagasaki
  • 学会等名: Pacifichem
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 20101215-21
• [学会発表] Ultrafast water dynamics and low heterogeneous dynamics robed by multi-time correlation functions (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Yagasaki, K. Kim, and S. Saito
  • 学会等名: 5th International Conference on Coherent Multidimensional Spectroscopy
  • 発表場所: University of Minnesota, USA
  • 年月日: 20100818-20
• [学会発表] Intermolecular dynamics in water: From normal liquid state to supercooled liquid state (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Yagasaki and S. Saito
  • 学会等名: Flemingfest: Frontiers in Condensed Phase Physical Chemistry
  • 発表場所: Berkeley, USA
  • 年月日: 20100615-16
• [図書] Solvation Dynamics of Vibrational State in Hydrogen-bonding Solvents: Vibrational Frequency Fluctuation Studied by Three-Pulse Infrared Photon Echo Method in "Ultrafast Infrared Vibrational Spectroscopy" (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Ohta, J. Tayama, S. Saito, and K. Tominaga
  • 総ページ数: 149-169
  • 出版者: CRC press
• [図書] 二次元赤外分光法の理論および水の分子間ダイナミックスの解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 斉藤真司
  • 総ページ数: 22-30
  • 出版者: 日本赤外線学会
• [図書] 凝縮系の揺らぎ、緩和と分光法(CSJ カレントレビュー 08 巨大分子系の計算化学) (2012)
  • 著者名/発表者名: 斉藤真司
  • 総ページ数: 76-81
  • 出版者: 化学同人
• [図書] ミクロな水の性質:揺らぎ、相転移、反応、応用物理 80 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大峯 巖、斉藤真司、松本正和
  • 総ページ数: 0853-0861
• [図書] 水の揺らぎと反応、化学と工業 64 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大峯 巖、斉藤真司
  • 総ページ数: 532
• [図書] ガラス転移の動的不均一性とその時間スケール:多時間相関関数による解析、アンサンブル 12 (2010)
  • 著者名/発表者名: 金鋼、斉藤真司
  • 総ページ数: 16-21
• [備考]
  • URL: http://dyna.ims.ac.jp/shinji/NewHP_Group/