| 研究課題/領域番号 |
26248009
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
中井 浩巳 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00243056)
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| 研究分担者 |
安藤 耕司 東京女子大学, 現代教養学部, 教授 (90281641)
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| 研究協力者 |
五十幡 康弘
小野 純一
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| 研究期間 (年度) |
2014-06-27 – 2019-03-31
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| キーワード | ユビキタス水素 / 量子化学計算 / 核・電子軌道理論 / 量子分子動力学法 / 分割統治型密度汎関数強束縛法 / プロトン束縛エネルギー / 自由エネルギー |
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| 研究成果の概要 |
水素は，至る所にあらゆる形態で遍在し，種々のダイナミクスや化学反応を通じて，物性や機能に重要な寄与を果たしている．本研究では，このような「ユビキタス水素」に着目し，エネルギー・環境・材料・バイオに関する先端的な研究課題に取り組んだ．本研究の核となったのは，大規模系における水素イオン（プロトン）の静的および動的性質の高効率な解析を実現する新規手法（NOMO/DC-PP2およびDC-DFTB-MD）の確立である．本手法を電池・光受容タンパク質などに応用し，物性・機能を司るプロトンダイナミクスの微視的機構を解明した．さらに，バイオに関する研究課題を発展させる形で最終年度に基盤研究（S）へと展開した．
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| 自由記述の分野 |
物理化学、理論化学、量子化学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，どこにでも存在する水素（ユビキタス水素）に着目し，その形態・動態を独自の手法に基づいて理論的に解析することにより，環境科学，材料科学，生命科学などにおける複数の先端的な研究課題に対して統一的な観点から解明に迫った．その結果，各課題において分子・原子レベルでの詳細な知見が得られただけでなく，異分野で起こる一見全く異なる現象が，「ユビキタス水素」という共通概念を通じて互いに密接に関係していることが理論的に示された．本研究によって得られた知見は，様々な分野での材料開発や機能制御に直結するだけでなく，分野の垣根を越えた物性・機能に関する普遍的かつ包括的知見に繋がるものと期待される．
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