| 研究課題/領域番号 |
22750023
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| 研究機関 | 独立行政法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
志賀 基之 独立行政法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究副主幹 (40370407)
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| キーワード | 第一原理計算 / 分子動力学法 / 経路積分法 / 水素結合 / 同位体効果 / 量子効果 / 温度効果 / プロトン移動 |
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| 研究概要 |
水素原子の量子性(零点振動・トンネリングなど)は同位体効果など化学的性質に反映される。しかし、通常の「静的な」量子化学計算には原子の量子効果が含まれていないため、大きな構造ゆらぎをもつ水素結合の定量的な構造解析は難しく、実験との詳細な比較が難しいのが現状である。そこで本研究の目的は、原子の量子ゆらぎと温度ゆらぎを厳密に取り扱うことのできる経路積分法を取り入れたab initio計算法を提案・確立し、これを用いて水溶液や核酸塩基対などの水素結合性分子集団やその重水素置換体の熱力学的構造ゆらぎや反応性を理論的に明らかにすることである。
本研究では、ab initio経路積分法を用いて、水素結合性分子集団における水素移動反応のシミュレーションを行い、トラジェクトリデータから反応機構などを解析する。本研究の目的に沿うためには、まず(1)自由エネルギー計算、実時間ダイナミクス、溶媒効果の取り込み、計算の効率化などを行うためにプログラムを整備・拡張する必要がある。それをもとに、(2)並列計算機を用いて、水イオンや核酸塩基対など水素結合性クラスターのab initio経路積分シミュレーションを実行し、可視化用コンピュータで分子動力学トラジェクトリのデータ解析を行う。本年度では(1)の作業を終え、(2)の作業の途中まで進めた。平成24年度はこの研究において、6件の学会発表と6件の論文発表を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究の途中段階において、論文など、成果がすでに出ているため。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究は計画通り順調に進んでおり、今後もこのペースで進める予定である。
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