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研究分野別サイレントキーワード
「分子動力学」とサイレントキーワードを含む研究
【情報学】情報学フロンティア：機械学習 ／分子動力学を含む研究件
❏機械学習・次元削減手法による不規則構造のミクロスコピック解析(21H01008)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2021-04-01 - 2025-03-31
【研究代表者】田村 亮 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主幹研究員 (20636998)
【キーワード】不規則構造 / 分子動力学 / 機械学習 / 次元削減 / マテリアルズ・インフォマティクス
【概要】
❏タンパク質界面の複雑ダイナミクスの解析：機械学習とMD計算に基づく新手法の開拓(18K05025)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】山下 雄史 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任准教授 (50615622)
【キーワード】分子動力学 / 機械学習 / シミュレーション / 分子動力学シミュレーション / 古典力学 (他11件)
【概要】機械学習技術の発展により、人工知能は画像認識やチェスや囲碁などの分野において人間の知能を凌駕するようになってきた。近年、AlphaFoldのような先進的なタンパク質構造予測技術においても、機械学習が中心的な役割を担っている。本研究では、こうした機械学習技術を分子科学に導入することによって、タンパク質間に見られる重要なダイナミクス現象を解き明かしていくことを目指している。 これまでの研究で、基本的な...
【情報学】情報学フロンティア：深層学習 ／分子動力学を含む研究件
❏タンパク質界面の複雑ダイナミクスの解析：機械学習とMD計算に基づく新手法の開拓(18K05025)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】山下 雄史 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任准教授 (50615622)
【キーワード】分子動力学 / 機械学習 / シミュレーション / 分子動力学シミュレーション / 古典力学 (他11件)
【概要】機械学習技術の発展により、人工知能は画像認識やチェスや囲碁などの分野において人間の知能を凌駕するようになってきた。近年、AlphaFoldのような先進的なタンパク質構造予測技術においても、機械学習が中心的な役割を担っている。本研究では、こうした機械学習技術を分子科学に導入することによって、タンパク質間に見られる重要なダイナミクス現象を解き明かしていくことを目指している。 これまでの研究で、基本的な...
❏分子動力学計算を駆使した脂肪酸を用いた多様な生物活性構造の創出手法の開拓(18K19140)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2018-06-29 - 2020-03-31
【研究代表者】大和田 智彦 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (20177025)
【キーワード】分子動力学 / 脂肪酸 / 構造固定 / 膜タンパク質 / 化合物ライブラリー (他9件)
【概要】多数のコンフォメーションを取る脂肪酸を動的構造ライブラリーと見なし１つの分子が持つ多様な構造を利用する。分子動力学計算を用い、その 中の特定のコンフォメーションを構造固定化した分子を構築し、その構造固定化分子が各受容体に対応する生物活性コンフォメーションである可能性を検証する ことを目的とする。脂肪酸の代表構造を表すための構造固定化合物(サロゲート)の探索として，化学的な直感でデザインしたサロゲー...
【数物系科学】物理学：半古典力学 ／分子動力学を含む研究件
❏分子動力学の量子化(16K05511)
【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】高橋 聡 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (20456180)
【キーワード】化学反応動力学 / 量子波束動力学 / 分子動力学 / 半古典力学 / 多体量子動力学
【概要】本研究課題の当初の目的であった分子動力学の量子化と実在分子系への適用は，数値計算における技術的な障壁によって，期間内に成果を上げることができず，いくつかの一次元モデル系での数値手法の妥当性の確認に留まった． 一方で，分子の自己集合過程の数値的追跡と反応機構の解明に関する研究に着手し，複雑な自己集合反応の化学反応ネットワークを構築と，確率的な手法を用いた反応追跡を通して，実験によって追跡できない，...
❏多体量子波束動力学理論による分子の多次元量子現象の解明(22740272)
【研究テーマ】生物物理・化学物理
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2010 - 2012
【研究代表者】高橋 聡 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教 (20456180)
【キーワード】化学物理 / 分子動力学 / 半古典力学 / 化学反応
【概要】本研究では、多次元波動関数ActionDecomposedFunction(ADF)の理論に立脚し、既存の半古典力学的手法において実際的な数値的適用の障害となっていた安定性行列の計算を伴わない、新しい半古典手法を確立した。さらに、量子波束成分を運ぶ古典軌道周辺の幾何学的構造の理解に基づいて、量子効果を適切に考慮した高次の近似手法を構築した。?数次元系ならびに多次元モデル系への数値的適用の結果、量子...
【数物系科学】物理学：ボテンシャル ／分子動力学を含む研究件
❏経験的分子運動学ポテンシャルの世界標準規格の構築とデータベース化への戦略的展開(17656037)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】萌芽研究
【研究期間】2005 - 2007
【研究代表者】酒井 信介 (2007) 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (80134469)
【キーワード】機械材料・材料力学 / 分子動力学 / ポテンシャル / シミュレーション / 遺伝的アルゴリズム (他13件)
【概要】本研究は、アモルファス金属や化合物半導体等の高度な分子動力学計算に不可欠な高精度な経験的分子動力学ポテンシャルの標準規格の構築を行った後、ポテンシャル開発ソフトをインターネットのWebを通じて公開し、利用ユーザの結果をデータベースとして蓄積して共有することにより、世界標準のデータベースを作成することを目的とする。 平成19年度は開発プログラムの発表と情報収集、及び戦略的委員会の組織立ち上げのための...
❏分子動力学シミュレーションによるアクチノイドイオンと微生物との相互作用解明(16560733)
【研究テーマ】原子力学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2004 - 2005
【研究代表者】津島 悟 名大, 工学(系)研究科(研究院), 助教授 (80312990)
【キーワード】ウラン / 分子動力学 / 量子化学計算 / ポテンシャル
【概要】本年度は、4価アクチノイドイオンと高分子との相互作用を記述するために、4価アクチノイドイオンのポテンシャルの開発を中心に研究を行った。相対論密度汎関数法に基づく量子化学計算により、U(IV)とNp(IV)の水和物について、その構造と結合の性質を定性的に調べた。具体的には、まず、U^<4+>イオンおよびNp^<4+>イオンがどのような配位構造を取るかを、配位子の数を8から10...
【数物系科学】物理学：分子動力学シミュレーション ／分子動力学を含む研究件
❏タンパク質界面の複雑ダイナミクスの解析：機械学習とMD計算に基づく新手法の開拓(18K05025)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】山下 雄史 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任准教授 (50615622)
【キーワード】分子動力学 / 機械学習 / シミュレーション / 分子動力学シミュレーション / 古典力学 (他11件)
【概要】機械学習技術の発展により、人工知能は画像認識やチェスや囲碁などの分野において人間の知能を凌駕するようになってきた。近年、AlphaFoldのような先進的なタンパク質構造予測技術においても、機械学習が中心的な役割を担っている。本研究では、こうした機械学習技術を分子科学に導入することによって、タンパク質間に見られる重要なダイナミクス現象を解き明かしていくことを目指している。 これまでの研究で、基本的な...
❏生命科学・創薬科学を指向した分子ダイナミクス分類理論の構築(15KT0103)
【研究テーマ】連携探索型数理科学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2015-07-10 - 2020-03-31
【研究代表者】山下 雄史 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任准教授 (50615622)
【キーワード】分子動力学シミュレーション / 分子生物学 / 数理科学 / 計算幾何学 / 時系列解析 (他17件)
【概要】計算機が進歩したことで、近年、生体分子の分子動力学シミュレーションを大規模におこなうことができるようになった。本研究では、分子動力学シミュレーションから数理科学的手法でダイナミクスの様々な特徴を抽出する手法を考案した。例えば、skeletal coreの概念を使うことで、解析の中で見かけの運動が現れてしまう効果を抑えることができるようになった。また、特異スペクトル変換法をおこなうことで運動の変化を...
❏クラスレート水和物の相平衡条件の分子論的予測手法の開発(15H02222)
【研究テーマ】熱工学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2015-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40306874)
【キーワード】クラスレート水和物 / 分子動力学シミュレーション / モンテカルロシミュレーション / 充填率 / 平衡条件 (他10件)
【概要】分子シミュレーションを用いて，メタンをはじめとした様々なゲスト分子に対応した相平衡条件の予測が可能となる計算方法を確立した．クラスレート水和物／水／ゲストの系において，温度・体積一定の分子動力学シミュレーションを用いて相平衡条件を求める直接的な方法を提案し，実験結果および先行研究と比較し，本研究の妥当性を示した．また，クラスレート水和物・ゲストの系から充填率を自動的に再現するギブスアンサンブル・モ...
【数物系科学】地球惑星科学：相転移 ／分子動力学を含む研究件
❏エントロピー誘起相互作用による自己組織化ソフトマテリアルの創製(20K05623)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2020-04-01 - 2025-03-31
【研究代表者】浅井 誠 慶應義塾大学, グローバルリサーチインスティテュート(三田), 特任教授 (80609941)
【キーワード】コロイド / ナノ粒子 / 高分子 / 自己組織化 / 分子動力学 (他10件)
【概要】フォトニック結晶の分野では、自発的に形成される様々な結晶構造を実現するためのフレームを開発することが中心的な課題の1つとなっている。特に簡単な方法として、コロイド結晶を用いる方法があるが、コロイド結晶のバリエーションは限られており、その構造は壊れやすい。そこで、本研究では強靭な結晶構造を形成する可能性を持つPGNPに着目する。具体的には、本研究では高分子グラフトナノ粒子（PGNP）の多形構造を予測...
❏スリット型・チューブ型細孔に閉じ込められた分子挙動の解析(24360084)
【研究テーマ】熱工学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40306874)
【キーワード】分子シミュレーション / スリット型細孔 / チューブ型細孔 / 相転移 / 相図 (他12件)
【概要】近年の微細加工技術の向上により，高活性炭素繊維や粘土層間架橋体などのナノスケールの細孔をもつ物質がつくりだされており，その細孔内に分子を閉じ込めて得られる性質を利用した様々な応用が考えられている．本研究は，分子レベルでのシミュレーションを用いて，平板間に挟まれたよう系に代表されるスリット型の細孔およびカーボンナノチューブの系に代表されるチューブ型の細孔内に閉じ込められた物質の性質を調べた． ...
【数物系科学】地球惑星科学：水 ／分子動力学を含む研究件
❏水中に常在する気泡核のサイズ分布則に潜む核形成原理の探求(19H02068)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】津田 伸一 九州大学, 工学研究院, 准教授 (00466244)
【キーワード】水 / 気泡核 / 分子動力学 / 光学計測 / サイズ分布 (他8件)
【概要】流れる水の中に含まれている肉眼では見えない微小な気泡（気泡核と呼ばれる）の大きさの分布は，水質の詳細な違いによらず，概ねある特定の分布に近い傾向を示すことが実験的に知られている．本研究では，気泡核の大きさが特定の分布に近づく傾向をどの程度強く示し得るのかについて，分子動力学法と呼ばれるコンピュータを用いた模擬実験により調査した．その結果，気泡核サイズの最初の状態に大きく依存することなく，ある特定の...
❏淡水化のための新規透過膜の構造に関する分子論的研究(25630070)
【研究テーマ】熱工学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40306874)
【キーワード】分子動力学シミュレーション / 淡水化 / カーボンナノチューブ / アクアポリン / 分子動力学 (他11件)
【概要】細胞の内外を分ける細胞膜内に存在するタンパク質であるアクアポリンは，水分子のみを透過する特殊な分子である．この分子の特徴を研究し，カーボンナノチューブを用いて淡水化のための新規透過膜について研究を行った．アクアポリン内部のアミノ酸間の距離のゆらぎを解析した結果，1/fゆらぎであることを示した．またカーボンナノチューブを用いた系においては，電場を印可することにより水のみの系ではカーボンナノチューブ内...
❏分子動力学シミュレーションによる気相・液相核生成のナノスケール解析(20560198)
【研究テーマ】熱工学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2008 - 2010
【研究代表者】泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40306874)
【キーワード】核生成 / 分子動力学 / 気相 / 液相 / 分子動力学シミュレーション (他8件)
【概要】分子動力学シミュレーションを用いて気相からの液滴核生成および液相からの気泡核生成について研究を行った.気相からの液滴核生成については,水/硫酸および水/硫酸イオン/オキソニウムイオンについて計算を行い,核生成速度,液滴核の生成自由エネルギー,臨界核を見積もった.また,立方体のシードが入った系においても計算を行い,同様の解析を行った.液相からの気泡核生成については,2 種類の核生成速度の計算方法を提...
【化学】基礎化学：分子間力 ／分子動力学を含む研究件
❏革新的合成法による無撚CNT繊維強化複合材料の創成と高強度化(18H01341)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】川田 宏之 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20177702)
【キーワード】カーボンナノチューブ / 強度特性 / CVD法 / 強度発現メカニズム / 分子間力 (他14件)
【概要】本研究では高強度無撚CNT糸の創製を目的とし，これまでにCNTの合成条件検討やCNT紡績糸作製条件の最適化，ポリマー含浸（PAA/DMSO処理）による無撚CNT糸の高強度化を行い，無撚CNT糸の機械的特性の向上を検討した．また，薄層・細径なCNTを原料として，基板法から得られるCNT紡績糸の強度ならびに湿式紡績手法により作製されたCNT 糸の各種物性値評価及び高強度化のための処理条件検討を行った．...
❏弱い分子間力を正確に記述する第一原理分子動力学法の開発(21750025)
【研究テーマ】物理化学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2009 - 2010
【研究代表者】佐藤 健 早稲田大学, 大学院・工学系研究科, 特任助教 (30507091)
【キーワード】密度汎関数理論 / 分子間力 / 分散力 / 分子間相互作用 / 量子化学 (他11件)
【概要】密度汎関数理論(DFT)は分散力を記述できない。よく行われる経験的な分散力補正は新しい系への適用が難しい。そこで本研究では、電子密度応答関数に対する局所近似(Local Response)に基づいて分散力(Dispersion)を非経験的に算出するLRD法を考案し、弱い相互作用を高精度かつ効率的に記述できる新しい手法を開発した。LRD法は分子中の原子間分散力係数を基底状態電子密度の汎関数として与え...
【化学】基礎化学：量子化学 ／分子動力学を含む研究件
❏大規模量子化学計算に基づく階層的シミュレーションシステムの開発と応用(22K12064)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2022-04-01 - 2025-03-31
【研究代表者】西村 好史 早稲田大学, 理工学術院, 次席研究員(研究院講師) (10778103)
【キーワード】計算化学 / 量子化学 / 分子動力学 / 分子シミュレーション / 並列計算
【概要】
❏構造に基づく理論的手法による光合成蛋白質におけるプロトン移動機構の解明(26800224)
【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (20514516)
【キーワード】光合成 / プロトン移動 / 水分解 / 量子化学 / 分子動力学 (他18件)
【概要】高等植物・藻類が行っている酸素発生型の光合成では，光化学系II (PSII) 蛋白質が光エネルギーを使って水分子を分解し，１つの酸素分子と４つのプロトンが発生する．この水分解反応の機構を量子化学的計算によって明らかにした．４段階からなる水分解反応において，第一段階で１つのプロトンがPSIIの活性部位(Mn4CaO5錯体) 近くの水分子鎖を通って排出される．第三段階では，別のプロトンが錯体付近に存在...
❏弱い分子間力を正確に記述する第一原理分子動力学法の開発(21750025)
【研究テーマ】物理化学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2009 - 2010
【研究代表者】佐藤 健 早稲田大学, 大学院・工学系研究科, 特任助教 (30507091)
【キーワード】密度汎関数理論 / 分子間力 / 分散力 / 分子間相互作用 / 量子化学 (他11件)
【概要】密度汎関数理論(DFT)は分散力を記述できない。よく行われる経験的な分散力補正は新しい系への適用が難しい。そこで本研究では、電子密度応答関数に対する局所近似(Local Response)に基づいて分散力(Dispersion)を非経験的に算出するLRD法を考案し、弱い相互作用を高精度かつ効率的に記述できる新しい手法を開発した。LRD法は分子中の原子間分散力係数を基底状態電子密度の汎関数として与え...
【化学】材料化学：量子化学計算 ／分子動力学を含む研究件
❏水の量子化学効果を取り込んだ自由エネルギー計算の開発と応用(20K03885)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】渡邉 宙志 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任講師 (20767199)
【キーワード】水素イオン / プロトン輸送 / 分子動力学 / 量子化学計算 / 溶媒和効果 (他9件)
【概要】プロトン移動は、我々に非常に馴染みが深く重要な現象であるにも関わらず、分子シミュレーションでは最も取り扱いが難しい問題である。なぜなら一般的にバルクのような巨大な系を扱う際、量子力学(QM)と分子力学(MM)的モデルを組み合わせたQM/MM法を用いてターゲットの分子のみにQMモデルを適用し計算コストを落とすのが一般的であるが、第一にプロトンはグロータス機構で説明されるように、水分子との共有結合の生...
❏構造に基づく理論的手法による光合成蛋白質におけるプロトン移動機構の解明(26800224)
【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (20514516)
【キーワード】光合成 / プロトン移動 / 水分解 / 量子化学 / 分子動力学 (他18件)
【概要】高等植物・藻類が行っている酸素発生型の光合成では，光化学系II (PSII) 蛋白質が光エネルギーを使って水分子を分解し，１つの酸素分子と４つのプロトンが発生する．この水分解反応の機構を量子化学的計算によって明らかにした．４段階からなる水分解反応において，第一段階で１つのプロトンがPSIIの活性部位(Mn4CaO5錯体) 近くの水分子鎖を通って排出される．第三段階では，別のプロトンが錯体付近に存在...
❏分子動力学シミュレーションによるアクチノイドイオンと微生物との相互作用解明(16560733)
【研究テーマ】原子力学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2004 - 2005
【研究代表者】津島 悟 名大, 工学(系)研究科(研究院), 助教授 (80312990)
【キーワード】ウラン / 分子動力学 / 量子化学計算 / ポテンシャル
【概要】本年度は、4価アクチノイドイオンと高分子との相互作用を記述するために、4価アクチノイドイオンのポテンシャルの開発を中心に研究を行った。相対論密度汎関数法に基づく量子化学計算により、U(IV)とNp(IV)の水和物について、その構造と結合の性質を定性的に調べた。具体的には、まず、U^<4+>イオンおよびNp^<4+>イオンがどのような配位構造を取るかを、配位子の数を8から10...
【化学】材料化学：分子ダイナミクス ／分子動力学を含む研究件
❏タンパク質界面の複雑ダイナミクスの解析：機械学習とMD計算に基づく新手法の開拓(18K05025)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】山下 雄史 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任准教授 (50615622)
【キーワード】分子動力学 / 機械学習 / シミュレーション / 分子動力学シミュレーション / 古典力学 (他11件)
【概要】機械学習技術の発展により、人工知能は画像認識やチェスや囲碁などの分野において人間の知能を凌駕するようになってきた。近年、AlphaFoldのような先進的なタンパク質構造予測技術においても、機械学習が中心的な役割を担っている。本研究では、こうした機械学習技術を分子科学に導入することによって、タンパク質間に見られる重要なダイナミクス現象を解き明かしていくことを目指している。 これまでの研究で、基本的な...
❏生命科学・創薬科学を指向した分子ダイナミクス分類理論の構築(15KT0103)
【研究テーマ】連携探索型数理科学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2015-07-10 - 2020-03-31
【研究代表者】山下 雄史 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任准教授 (50615622)
【キーワード】分子動力学シミュレーション / 分子生物学 / 数理科学 / 計算幾何学 / 時系列解析 (他17件)
【概要】計算機が進歩したことで、近年、生体分子の分子動力学シミュレーションを大規模におこなうことができるようになった。本研究では、分子動力学シミュレーションから数理科学的手法でダイナミクスの様々な特徴を抽出する手法を考案した。例えば、skeletal coreの概念を使うことで、解析の中で見かけの運動が現れてしまう効果を抑えることができるようになった。また、特異スペクトル変換法をおこなうことで運動の変化を...
【化学】複合化学：高分子 ／分子動力学を含む研究件
❏高分子／固体界面原子間ポテンシャルの開発とトライボケミカル反応膜への応用(20K04173)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】泉 聡志 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (30322069)
【キーワード】分子動力学 / 界面 / 高分子
【概要】高分子／固体ハイブリッド界面ポテンシャルの開発と粘着剤への応用 2020年度に開発した界面ポテンシャルに、潤滑剤に含まれる主要な元素を追加した。合わせこみの手法は2020年度と同様である。具体的には、O-Fe-P-Zn-S系原子間ポテンシャルを開発し，ZnDTPトライボフィルムと酸化鉄との間のトライボケミカル反応を対象としたMD計算を行った．摺動による圧力やせん断応力，Fe原子の拡散によりリン酸鎖...
❏エントロピー誘起相互作用による自己組織化ソフトマテリアルの創製(20K05623)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2020-04-01 - 2025-03-31
【研究代表者】浅井 誠 慶應義塾大学, グローバルリサーチインスティテュート(三田), 特任教授 (80609941)
【キーワード】コロイド / ナノ粒子 / 高分子 / 自己組織化 / 分子動力学 (他10件)
【概要】フォトニック結晶の分野では、自発的に形成される様々な結晶構造を実現するためのフレームを開発することが中心的な課題の1つとなっている。特に簡単な方法として、コロイド結晶を用いる方法があるが、コロイド結晶のバリエーションは限られており、その構造は壊れやすい。そこで、本研究では強靭な結晶構造を形成する可能性を持つPGNPに着目する。具体的には、本研究では高分子グラフトナノ粒子（PGNP）の多形構造を予測...
【生物学】生物学：フェブキソスタット ／分子動力学を含む研究件
❏ヒトには効くがバクテリアには効かない痛風薬―酵素薬剤相互作用のダイナミクス―(26440081)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】菊地 浩人 日本医科大学, 医学部, 准教授 (00224907)
【キーワード】酸化還元酵素 / 構造・機能予測 / 分子動力学 / キサンチン / 痛風治療薬 (他9件)
【概要】キサンチン酸化還元酵素（XOR）は、キサンチンを水酸化して尿酸に変える。過剰な尿酸の産生は痛風を導くので、ヒトXORは痛風薬のターゲットである。XORは細菌からヒトまで存在し、その３次元構造は全ての生物種で酷似していて同じ反応機構により尿酸生成を行う。しかし、阻害剤BOF-4272 (BOF) は、哺乳類XORを阻害する一方、細菌XORを阻害しない。このことは、XORの静的な３次元構造からBOFの...
❏キサンチン酸化還元酵素における阻害剤の作用の研究―「鍵と鍵穴」のドグマを超えて(23570198)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2011 - 2013
【研究代表者】菊地 浩人 日本医科大学, 医学部, 准教授 (00224907)
【キーワード】酸化還元酵素 / 構造・機能予測 / 分子動力学 / キサンチン / 痛風治療薬 (他9件)
【概要】XORはキサンチンを尿酸にする酵素であり、過剰な尿酸の蓄積は痛風の原因となる。XORは細菌からヒトまで存在し、３次元構造は全ての生物種で酷似していて同じ反応機構により尿酸生成を行う。しかし、日本で開発された痛風治療薬febuxostatは、哺乳類XORを阻害するが、細菌XORを阻害しないことが酵素学的実験からわかった。このことは、阻害剤と酵素の静的な３次元構造（いわゆる鍵と鍵穴）では簡単に理解でき...
【生物学】生物学：エクソンかき混ぜ ／分子動力学を含む研究件
❏タンパク質モジュールとエクソンとの対応の普遍性(08458205)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1996 - 1998
【研究代表者】郷 通子 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70037290)
【キーワード】モジュール / イントロン / エクソンかき混ぜ / イントロンの起源 / キシラナーゼ (他13件)
【概要】立体構造既知の蛋白質のすべてをモジュールに分解し、モジュール境界と遺伝子上のイントロンの位置との対応を統計的に調べ、モジュール境界とイントロンの対応がタンパク質に普遍的に成り立つ事実であることを明らかにすることが本研究の目的であった。 本研究で完成したモジュール全自動同定法を使って、立体構造が既知であって原子座標が公開されているすべてのタンパク質をモジュールに分類した。最終的に50を越える多数のタ...
❏タンパク質モジュールの分類(06454664)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】一般研究(B)
【研究期間】1994 - 1995
【研究代表者】郷 通子 名古屋大学, 理学部, 教授 (70037290)
【キーワード】モジュール / イントロン / エクソンかき混ぜ / タンパク質立体構造 / 機能部品 (他12件)
【概要】イントロンはタンパク質の部品「モジュール」の境界によく対応していることから、分子進化において、モジュールが「かき混ぜられた」基本構造部品であることが明らかになってきた。本研究の目的はモジュールを分類し、機能の異なるタンパク質間の共有されるモジュールを明らかにすることであった。本研究の成果はモジュールを分類できる見通しが得られ、すでにモジュールの一部分がカタログ化できたことである。モジュール図鑑の電...
【生物学】生物学：酸化還元酵素 ／分子動力学を含む研究件
❏ヒトには効くがバクテリアには効かない痛風薬―酵素薬剤相互作用のダイナミクス―(26440081)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】菊地 浩人 日本医科大学, 医学部, 准教授 (00224907)
【キーワード】酸化還元酵素 / 構造・機能予測 / 分子動力学 / キサンチン / 痛風治療薬 (他9件)
【概要】キサンチン酸化還元酵素（XOR）は、キサンチンを水酸化して尿酸に変える。過剰な尿酸の産生は痛風を導くので、ヒトXORは痛風薬のターゲットである。XORは細菌からヒトまで存在し、その３次元構造は全ての生物種で酷似していて同じ反応機構により尿酸生成を行う。しかし、阻害剤BOF-4272 (BOF) は、哺乳類XORを阻害する一方、細菌XORを阻害しない。このことは、XORの静的な３次元構造からBOFの...
❏キサンチン酸化還元酵素における阻害剤の作用の研究―「鍵と鍵穴」のドグマを超えて(23570198)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2011 - 2013
【研究代表者】菊地 浩人 日本医科大学, 医学部, 准教授 (00224907)
【キーワード】酸化還元酵素 / 構造・機能予測 / 分子動力学 / キサンチン / 痛風治療薬 (他9件)
【概要】XORはキサンチンを尿酸にする酵素であり、過剰な尿酸の蓄積は痛風の原因となる。XORは細菌からヒトまで存在し、３次元構造は全ての生物種で酷似していて同じ反応機構により尿酸生成を行う。しかし、日本で開発された痛風治療薬febuxostatは、哺乳類XORを阻害するが、細菌XORを阻害しないことが酵素学的実験からわかった。このことは、阻害剤と酵素の静的な３次元構造（いわゆる鍵と鍵穴）では簡単に理解でき...
【生物学】生物学：タンパク質立体構造 ／分子動力学を含む研究件
❏タンパク質モジュールとエクソンとの対応の普遍性(08458205)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1996 - 1998
【研究代表者】郷 通子 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70037290)
【キーワード】モジュール / イントロン / エクソンかき混ぜ / イントロンの起源 / キシラナーゼ (他13件)
【概要】立体構造既知の蛋白質のすべてをモジュールに分解し、モジュール境界と遺伝子上のイントロンの位置との対応を統計的に調べ、モジュール境界とイントロンの対応がタンパク質に普遍的に成り立つ事実であることを明らかにすることが本研究の目的であった。 本研究で完成したモジュール全自動同定法を使って、立体構造が既知であって原子座標が公開されているすべてのタンパク質をモジュールに分類した。最終的に50を越える多数のタ...
❏タンパク質モジュールの分類(06454664)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】一般研究(B)
【研究期間】1994 - 1995
【研究代表者】郷 通子 名古屋大学, 理学部, 教授 (70037290)
【キーワード】モジュール / イントロン / エクソンかき混ぜ / タンパク質立体構造 / 機能部品 (他12件)
【概要】イントロンはタンパク質の部品「モジュール」の境界によく対応していることから、分子進化において、モジュールが「かき混ぜられた」基本構造部品であることが明らかになってきた。本研究の目的はモジュールを分類し、機能の異なるタンパク質間の共有されるモジュールを明らかにすることであった。本研究の成果はモジュールを分類できる見通しが得られ、すでにモジュールの一部分がカタログ化できたことである。モジュール図鑑の電...
【生物学】生物学：痛風治療薬 ／分子動力学を含む研究件
❏ヒトには効くがバクテリアには効かない痛風薬―酵素薬剤相互作用のダイナミクス―(26440081)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】菊地 浩人 日本医科大学, 医学部, 准教授 (00224907)
【キーワード】酸化還元酵素 / 構造・機能予測 / 分子動力学 / キサンチン / 痛風治療薬 (他9件)
【概要】キサンチン酸化還元酵素（XOR）は、キサンチンを水酸化して尿酸に変える。過剰な尿酸の産生は痛風を導くので、ヒトXORは痛風薬のターゲットである。XORは細菌からヒトまで存在し、その３次元構造は全ての生物種で酷似していて同じ反応機構により尿酸生成を行う。しかし、阻害剤BOF-4272 (BOF) は、哺乳類XORを阻害する一方、細菌XORを阻害しない。このことは、XORの静的な３次元構造からBOFの...
❏キサンチン酸化還元酵素における阻害剤の作用の研究―「鍵と鍵穴」のドグマを超えて(23570198)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2011 - 2013
【研究代表者】菊地 浩人 日本医科大学, 医学部, 准教授 (00224907)
【キーワード】酸化還元酵素 / 構造・機能予測 / 分子動力学 / キサンチン / 痛風治療薬 (他9件)
【概要】XORはキサンチンを尿酸にする酵素であり、過剰な尿酸の蓄積は痛風の原因となる。XORは細菌からヒトまで存在し、３次元構造は全ての生物種で酷似していて同じ反応機構により尿酸生成を行う。しかし、日本で開発された痛風治療薬febuxostatは、哺乳類XORを阻害するが、細菌XORを阻害しないことが酵素学的実験からわかった。このことは、阻害剤と酵素の静的な３次元構造（いわゆる鍵と鍵穴）では簡単に理解でき...
【生物学】生物学：キサンチン ／分子動力学を含む研究件
❏ヒトには効くがバクテリアには効かない痛風薬―酵素薬剤相互作用のダイナミクス―(26440081)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】菊地 浩人 日本医科大学, 医学部, 准教授 (00224907)
【キーワード】酸化還元酵素 / 構造・機能予測 / 分子動力学 / キサンチン / 痛風治療薬 (他9件)
【概要】キサンチン酸化還元酵素（XOR）は、キサンチンを水酸化して尿酸に変える。過剰な尿酸の産生は痛風を導くので、ヒトXORは痛風薬のターゲットである。XORは細菌からヒトまで存在し、その３次元構造は全ての生物種で酷似していて同じ反応機構により尿酸生成を行う。しかし、阻害剤BOF-4272 (BOF) は、哺乳類XORを阻害する一方、細菌XORを阻害しない。このことは、XORの静的な３次元構造からBOFの...
❏キサンチン酸化還元酵素における阻害剤の作用の研究―「鍵と鍵穴」のドグマを超えて(23570198)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2011 - 2013
【研究代表者】菊地 浩人 日本医科大学, 医学部, 准教授 (00224907)
【キーワード】酸化還元酵素 / 構造・機能予測 / 分子動力学 / キサンチン / 痛風治療薬 (他9件)
【概要】XORはキサンチンを尿酸にする酵素であり、過剰な尿酸の蓄積は痛風の原因となる。XORは細菌からヒトまで存在し、３次元構造は全ての生物種で酷似していて同じ反応機構により尿酸生成を行う。しかし、日本で開発された痛風治療薬febuxostatは、哺乳類XORを阻害するが、細菌XORを阻害しないことが酵素学的実験からわかった。このことは、阻害剤と酵素の静的な３次元構造（いわゆる鍵と鍵穴）では簡単に理解でき...
【生物学】生物学：構造・機能予測 ／分子動力学を含む研究件
❏ヒトには効くがバクテリアには効かない痛風薬―酵素薬剤相互作用のダイナミクス―(26440081)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】菊地 浩人 日本医科大学, 医学部, 准教授 (00224907)
【キーワード】酸化還元酵素 / 構造・機能予測 / 分子動力学 / キサンチン / 痛風治療薬 (他9件)
【概要】キサンチン酸化還元酵素（XOR）は、キサンチンを水酸化して尿酸に変える。過剰な尿酸の産生は痛風を導くので、ヒトXORは痛風薬のターゲットである。XORは細菌からヒトまで存在し、その３次元構造は全ての生物種で酷似していて同じ反応機構により尿酸生成を行う。しかし、阻害剤BOF-4272 (BOF) は、哺乳類XORを阻害する一方、細菌XORを阻害しない。このことは、XORの静的な３次元構造からBOFの...
❏キサンチン酸化還元酵素における阻害剤の作用の研究―「鍵と鍵穴」のドグマを超えて(23570198)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2011 - 2013
【研究代表者】菊地 浩人 日本医科大学, 医学部, 准教授 (00224907)
【キーワード】酸化還元酵素 / 構造・機能予測 / 分子動力学 / キサンチン / 痛風治療薬 (他9件)
【概要】XORはキサンチンを尿酸にする酵素であり、過剰な尿酸の蓄積は痛風の原因となる。XORは細菌からヒトまで存在し、３次元構造は全ての生物種で酷似していて同じ反応機構により尿酸生成を行う。しかし、日本で開発された痛風治療薬febuxostatは、哺乳類XORを阻害するが、細菌XORを阻害しないことが酵素学的実験からわかった。このことは、阻害剤と酵素の静的な３次元構造（いわゆる鍵と鍵穴）では簡単に理解でき...
【生物学】生物学：モジュール ／分子動力学を含む研究件
❏タンパク質モジュールとエクソンとの対応の普遍性(08458205)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1996 - 1998
【研究代表者】郷 通子 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70037290)
【キーワード】モジュール / イントロン / エクソンかき混ぜ / イントロンの起源 / キシラナーゼ (他13件)
【概要】立体構造既知の蛋白質のすべてをモジュールに分解し、モジュール境界と遺伝子上のイントロンの位置との対応を統計的に調べ、モジュール境界とイントロンの対応がタンパク質に普遍的に成り立つ事実であることを明らかにすることが本研究の目的であった。 本研究で完成したモジュール全自動同定法を使って、立体構造が既知であって原子座標が公開されているすべてのタンパク質をモジュールに分類した。最終的に50を越える多数のタ...
❏タンパク質モジュールの分類(06454664)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】一般研究(B)
【研究期間】1994 - 1995
【研究代表者】郷 通子 名古屋大学, 理学部, 教授 (70037290)
【キーワード】モジュール / イントロン / エクソンかき混ぜ / タンパク質立体構造 / 機能部品 (他12件)
【概要】イントロンはタンパク質の部品「モジュール」の境界によく対応していることから、分子進化において、モジュールが「かき混ぜられた」基本構造部品であることが明らかになってきた。本研究の目的はモジュールを分類し、機能の異なるタンパク質間の共有されるモジュールを明らかにすることであった。本研究の成果はモジュールを分類できる見通しが得られ、すでにモジュールの一部分がカタログ化できたことである。モジュール図鑑の電...
【生物学】人類学：分子進化 ／分子動力学を含む研究件
❏ダイナミックスと進化情報の融合によるDNA修復関連タンパク質の機能アノテーション(16570138)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2004 - 2006
【研究代表者】由良 敬 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 (50252226)
【キーワード】DNA修復タンパク質 / ゲノム / データベース / MutT / RuvA (他9件)
【概要】ゲノム塩基配列から推定されるアミノ酸配列がどのような機能のタンパク質であるかを知ることが、ゲノム生物学の重要な課題である。各タンパク質の機能同定を実験的に行うには、機能未知タンパク質のアミノ酸配列情報が膨大であるため、コンピュータによる機能の推定が重要となる。本研究課題では、タンパク質の機能を担うアミノ酸残基をシミュレーションなどで同定し、その残基の進化的保存性から共通祖先由来タンパク質の機能類似...
❏タンパク質モジュールとエクソンとの対応の普遍性(08458205)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1996 - 1998
【研究代表者】郷 通子 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70037290)
【キーワード】モジュール / イントロン / エクソンかき混ぜ / イントロンの起源 / キシラナーゼ (他13件)
【概要】立体構造既知の蛋白質のすべてをモジュールに分解し、モジュール境界と遺伝子上のイントロンの位置との対応を統計的に調べ、モジュール境界とイントロンの対応がタンパク質に普遍的に成り立つ事実であることを明らかにすることが本研究の目的であった。 本研究で完成したモジュール全自動同定法を使って、立体構造が既知であって原子座標が公開されているすべてのタンパク質をモジュールに分類した。最終的に50を越える多数のタ...
❏タンパク質モジュールの分類(06454664)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】一般研究(B)
【研究期間】1994 - 1995
【研究代表者】郷 通子 名古屋大学, 理学部, 教授 (70037290)
【キーワード】モジュール / イントロン / エクソンかき混ぜ / タンパク質立体構造 / 機能部品 (他12件)
【概要】イントロンはタンパク質の部品「モジュール」の境界によく対応していることから、分子進化において、モジュールが「かき混ぜられた」基本構造部品であることが明らかになってきた。本研究の目的はモジュールを分類し、機能の異なるタンパク質間の共有されるモジュールを明らかにすることであった。本研究の成果はモジュールを分類できる見通しが得られ、すでにモジュールの一部分がカタログ化できたことである。モジュール図鑑の電...
【工学】機械工学：不均質材料 ／分子動力学を含む研究件
❏材料の強度と破壊に関するメゾスコピックモデルの構築(08044131)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】国際学術研究
【研究期間】1996 - 1998
【研究代表者】青木 繁 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 教授 (90016436)
【キーワード】破壊 / 損傷 / メゾスコピック / 計算機シミュレーション / 不均質材料 (他8件)
【概要】本研究は,日米中仏の4ヶ国の研究者の共同研究により実施するのもので,材料の破壊プロセスにおける微視的な内部構造変化について総合的に検討するとともに,それらを踏まえたメゾスコピック材料モデルを構築することを目的とする.すなわち,本研究では,原子レベルならびにナノレベルにおける微視的アプローチ,不均質材料,材料界面,高分子材料,複合材料の損傷・破壊モデルの検討,および,衝撃荷重や環境など外因の影響を踏...
❏非局所・非瞬時性を考慮した熱極性物質に対する分子動力学的検討(06805009)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1994
【研究代表者】高橋 邦弘 慶應義塾大学, 理工学部・機械工学科, 教授 (60095619)
【キーワード】非極所性 / 非瞬時性 / 熱極性物質 / 分子動力学 / 熱伝導方程式 (他8件)
【概要】古典連続体力学においては,エントロピー増大則が局所あるいは瞬時においても必ず成立することが前提となっている.本研究では強い非平衡条件下での現象を扱うために,この仮定を緩め,ある一定の空間領域あるいは時間領域にわたるエントロピーの積分値こそが増大するという立場をとった. この前提から熱力学的な検討を行ない,第一法則と第二法則を連立させて議論を行なった.ここで特徴的なのは,内部エネルギー勾配に関する散...
【工学】機械工学：第一原理解析 ／分子動力学を含む研究件
❏ナノコンポーネントにおける電磁場誘起欠陥発生の第一原理分子動力学解析(16760068)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2004 - 2005
【研究代表者】梅野 宜崇 京大, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (40314231)
【キーワード】第一原理解析 / ナノコンポーネント / 局所ひずみ / 欠陥 / 強誘電体 (他7件)
【概要】本研究は,ナノコンポーネントにおいて発生すると考えられる電場・磁場の負荷によってもたらされる局所ひずみ・応力特異場の発生,およびそれによる結晶学的欠陥発生のメカニズムについて,第一原理分子動力学シミュレーションによって明らかにすることを目的としている.本年度は,まず購入した並列計算クラスターシステムに現有の自作第一原理計算ソフトを移植し,数値演算ライブラリと組み合わせて最適化を行い,本研究の遂行に...
❏異材接合部の力学特性と電気特性のカップリングに関する第一原理解析(14350055)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2002 - 2003
【研究代表者】北村 隆行 京都大学, 工学研究科, 教授 (20169882)
【キーワード】異材 / 力学特性 / 電気的特性 / 第一原理解析 / 接合 (他10件)
【概要】電子デバイスやマイクロ(ナノ)マシンには,機能に応じて多彩な材料が用いられる.したがって,多種の異種接合部が含まれ,特有の物性を示すと考えられる。本研究では,第1のターゲットとしてシリコン基板((100)表面)とその上に堆積させたアルミニウム薄膜を対象として,平面波基底擬ポテンシャル法を用いた第一原理分子動力学解析を行った。第1層のアルミニウム原子がシリコンのダイマー列間に平行に存在する構造と垂直...
❏第一原理分子動力学解析による局所不均一機械特性評価(11875027)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】萌芽的研究
【研究期間】1999 - 2000
【研究代表者】北村 隆行 京都大学, 工学研究科, 教授 (20169882)
【キーワード】分子動力学 / 第一原理解析 / 機械的特性 / 局所不均一性 / 微視構造 (他8件)
【概要】微小構造物では界面や表面の割合が多く,その原子レベルの構造不整と変形拘束が原子レベルの機械的特性(応力や弾性係数等)に局所的な不均一性をもたらし,破壊の原因となる.安定した機能発現のためには,原子レベル構造とともに変形に対する安定の評価が不可欠である.本年度は,(1)分子動力学による大規模引張り解析,(2)第一原理解析に基づく原子間ポテンシャルの検証,(3)第一原理解析による原子鎖の引張り解析,を...
【工学】機械工学：高次応力 ／分子動力学を含む研究件
❏原子配列を考慮した固体力学の基礎方程式およびその分子動力学的検討(12650094)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2000 - 2001
【研究代表者】高橋 邦弘 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (60095619)
【キーワード】固体力学 / 構成式 / 高次応力 / Cauchyの関係 / 原子配列 (他8件)
【概要】固体材料は微視的に見れば連続体ではなく,離散的な原子の集合である.応用に際してはこの離散的な構造を,ある平均化によって連続体としての極限化を図る必要がある.そのため,これまでに検討してきた原子の集合体モデルを用いてメゾ領域を想定し,熱連続体力学における極性物質として考察を行なった. 原子間に非線形ポテンシャルを仮定し,新たに導入したPテンソルならびにP級数を用いて原子配列を表現した.その際,巨視的...
❏内部構造を有する固体のメソメカニックスおよび分子動力学(07650111)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1995
【研究代表者】高橋 邦弘 慶應義塾大学, 理工学部・機械工学科, 教授 (60095619)
【キーワード】メソメカニックス / メソドメイン / 分子動力学 / 原子配列 / 遇応力 (他8件)
【概要】固体の弾性定数などの物質定数は,従来実験的手法などにより求めることが通例であった.また分子動力学などの数値的手法によりこれを求めようとする場合には,応力などの巨視的な量を原子に関する微視的な諸量で表現しておく必要があった. 本研究では,はじめに原子の質量,原子間ポテンシャルあるいは原子の配置などの微視的な諸量を与え,これにより応力などに関する巨視的な量を表現することを試みた.そのために,質量,運動...
【工学】機械工学：分子動力学専用計算機(MDGRADE=-2) ／分子動力学を含む研究件
❏粗子化分子動力学シミュレーションによる相変化ダイナミクス(17760172)
【研究テーマ】熱工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2005 - 2007
【研究代表者】泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (40306874)
【キーワード】分子動力学 / 粗子化 / 分子動力学専用計算機 / 相変化 / 液晶 (他7件)
【概要】17年度,18年度に引き続き液晶の粗子化分子動力学シミュレーションおよび原始レベルでの分子動力学シミュレーションを行った.粗子化分子動力学シミュレーションについては,平板間に挟まれた液晶の振る舞い,拡散係数などについてシステムサイズ依存性について大規模計算を行った.また,粗子化シミュレーションとの対応を見るために,昨年度からの続きで原始レベルでの分子動力学シミュレーションを行った.特に今年度は,5...
❏氷核活性細菌により促進される氷核生成の研究(14750144)
【研究テーマ】熱工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2002 - 2004
【研究代表者】泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (40306874)
【キーワード】氷タンパク質 / 分子動力学シミュレーション / 分子動力学専用計算機(MDGRADE=-2) / 核生成 / 水素結合 (他9件)
【概要】氷核生成を活性化させる物質(過冷却解除剤)を用いた現象の理解のためには,氷核生成の微視的メカニズムの解明が必要である.本研究では,過冷却解除剤として氷核活性細菌に着目し,その細胞膜上にある氷核生成を促進する機能を持つタンパク質(ICE PROTEIN)の構造と核生成のメカニズムの関係を解明することを目的とする. 平成14年度は,氷タンパク質の機能を明らかにする目的から,タンパク質自身の2次構造の解...
【工学】材料工学：はんだ付け ／分子動力学を含む研究件
❏微小電流領域における放電プラズマの安定限界-微小プラズマ加工の可能性-(11875155)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】萌芽的研究
【研究期間】1999
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016438)
【キーワード】ろう付 / はんだ付け / ぬれ / 分子動力学 / 結合状態 (他8件)
【概要】ぬれ現象に対し表面エネルギーの値は極めて重要であることが判明した.ぬれ領域の先端にはハロ領域があり,ぬれ現象の解明には真の表面エネルギーの値が必要となった.信頼できる表面エネルギーの値を実験的に求めるのが難しい.分担者が中心となり,分子(動)力学等に使用される原子間ポテンシャルの決定方法であるMEAM(Modified Embedded Atom Method)の表面問題への適応を検討した.具体的...
❏単結晶理想表面に対する液体純金属のぬれ現象その場観察(10875142)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】萌芽的研究
【研究期間】1998
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016438)
【キーワード】ろう付 / はんだ付け / ぬれ / 分子動力学 / 結合状態 (他8件)
【概要】分担者高橋が中心となり,分子(動)力学等に使用される原子間ポテンシャルの決定方法であるMEAM(Modified Embedded Atom Method)の表面問題への適応を検討した.具体的には,走査型トンネル電子顕微鏡や低速電子線回折などによって計測された固体表面原子の配列とMEAMによるポテンシャルから推定される配列を比較した.検討は,面心立方格子(FCC)構造,体心立方(BCC)構造,単純...
❏半導体と金属の理想接合界面における電気抵抗率の計測(09875174)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】萌芽的研究
【研究期間】1997
【研究代表者】高橋 邦夫 東京工業大学, 工学部, 助教授 (70226827)
【キーワード】ろう付 / はんだ付け / ぬれ / 分子動力学 / 結合状態 (他6件)
【概要】超高真空の表面分析装置内における固体間凝着力計測システムに組み込みむ事を意識して,固体間の界面抵抗を計測する方法について計測システムを試作し,実験的に検討した.接触させた2固体の抵抗は固体特有の抵抗およびその界面特有の抵抗からなる.金属半導体界面では界面抵抗が支配的となる.具体的には,バンドギャップや格子定数などの物性値が良く知られており,表面状態の整えるための操作手法の確立しているシリコンウエハ...
【工学】材料工学：MEAM ／分子動力学を含む研究件
❏微小電流領域における放電プラズマの安定限界-微小プラズマ加工の可能性-(11875155)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】萌芽的研究
【研究期間】1999
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016438)
【キーワード】ろう付 / はんだ付け / ぬれ / 分子動力学 / 結合状態 (他8件)
【概要】ぬれ現象に対し表面エネルギーの値は極めて重要であることが判明した.ぬれ領域の先端にはハロ領域があり,ぬれ現象の解明には真の表面エネルギーの値が必要となった.信頼できる表面エネルギーの値を実験的に求めるのが難しい.分担者が中心となり,分子(動)力学等に使用される原子間ポテンシャルの決定方法であるMEAM(Modified Embedded Atom Method)の表面問題への適応を検討した.具体的...
❏単結晶理想表面に対する液体純金属のぬれ現象その場観察(10875142)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】萌芽的研究
【研究期間】1998
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016438)
【キーワード】ろう付 / はんだ付け / ぬれ / 分子動力学 / 結合状態 (他8件)
【概要】分担者高橋が中心となり,分子(動)力学等に使用される原子間ポテンシャルの決定方法であるMEAM(Modified Embedded Atom Method)の表面問題への適応を検討した.具体的には,走査型トンネル電子顕微鏡や低速電子線回折などによって計測された固体表面原子の配列とMEAMによるポテンシャルから推定される配列を比較した.検討は,面心立方格子(FCC)構造,体心立方(BCC)構造,単純...
【工学】材料工学：ろう付 ／分子動力学を含む研究件
❏微小電流領域における放電プラズマの安定限界-微小プラズマ加工の可能性-(11875155)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】萌芽的研究
【研究期間】1999
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016438)
【キーワード】ろう付 / はんだ付け / ぬれ / 分子動力学 / 結合状態 (他8件)
【概要】ぬれ現象に対し表面エネルギーの値は極めて重要であることが判明した.ぬれ領域の先端にはハロ領域があり,ぬれ現象の解明には真の表面エネルギーの値が必要となった.信頼できる表面エネルギーの値を実験的に求めるのが難しい.分担者が中心となり,分子(動)力学等に使用される原子間ポテンシャルの決定方法であるMEAM(Modified Embedded Atom Method)の表面問題への適応を検討した.具体的...
❏単結晶理想表面に対する液体純金属のぬれ現象その場観察(10875142)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】萌芽的研究
【研究期間】1998
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016438)
【キーワード】ろう付 / はんだ付け / ぬれ / 分子動力学 / 結合状態 (他8件)
【概要】分担者高橋が中心となり,分子(動)力学等に使用される原子間ポテンシャルの決定方法であるMEAM(Modified Embedded Atom Method)の表面問題への適応を検討した.具体的には,走査型トンネル電子顕微鏡や低速電子線回折などによって計測された固体表面原子の配列とMEAMによるポテンシャルから推定される配列を比較した.検討は,面心立方格子(FCC)構造,体心立方(BCC)構造,単純...
❏半導体と金属の理想接合界面における電気抵抗率の計測(09875174)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】萌芽的研究
【研究期間】1997
【研究代表者】高橋 邦夫 東京工業大学, 工学部, 助教授 (70226827)
【キーワード】ろう付 / はんだ付け / ぬれ / 分子動力学 / 結合状態 (他6件)
【概要】超高真空の表面分析装置内における固体間凝着力計測システムに組み込みむ事を意識して,固体間の界面抵抗を計測する方法について計測システムを試作し,実験的に検討した.接触させた2固体の抵抗は固体特有の抵抗およびその界面特有の抵抗からなる.金属半導体界面では界面抵抗が支配的となる.具体的には,バンドギャップや格子定数などの物性値が良く知られており,表面状態の整えるための操作手法の確立しているシリコンウエハ...
【工学】材料工学：結合状態 ／分子動力学を含む研究件
❏電子デバイスにおける分離可能な接合部形成(13450292)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2001 - 2002
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (10016438)
【キーワード】凝着 / 原子間力顕微鏡 / 超高真空 / 分子動力学 / 結合状態 (他8件)
【概要】我々が世界で初めて完成させた表面分析装置内における任意固体間の凝着力計測システムを利用し,厳密な可逆接合の可能性について,実験的・理論的検討を行った. 超高真空の表面分析装置内における固体間凝着力計測システムに組み込むことのできる,超高真空対応の変位・荷重制御システムを設計・試作した.ピエゾ素子を用いることにより,従来出来なかった荷重及び変位の制御が可能であるようなシステムとなった.さらに,それを...
❏微小電流領域における放電プラズマの安定限界-微小プラズマ加工の可能性-(11875155)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】萌芽的研究
【研究期間】1999
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016438)
【キーワード】ろう付 / はんだ付け / ぬれ / 分子動力学 / 結合状態 (他8件)
【概要】ぬれ現象に対し表面エネルギーの値は極めて重要であることが判明した.ぬれ領域の先端にはハロ領域があり,ぬれ現象の解明には真の表面エネルギーの値が必要となった.信頼できる表面エネルギーの値を実験的に求めるのが難しい.分担者が中心となり,分子(動)力学等に使用される原子間ポテンシャルの決定方法であるMEAM(Modified Embedded Atom Method)の表面問題への適応を検討した.具体的...
❏単結晶理想表面に対する液体純金属のぬれ現象その場観察(10875142)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】萌芽的研究
【研究期間】1998
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016438)
【キーワード】ろう付 / はんだ付け / ぬれ / 分子動力学 / 結合状態 (他8件)
【概要】分担者高橋が中心となり,分子(動)力学等に使用される原子間ポテンシャルの決定方法であるMEAM(Modified Embedded Atom Method)の表面問題への適応を検討した.具体的には,走査型トンネル電子顕微鏡や低速電子線回折などによって計測された固体表面原子の配列とMEAMによるポテンシャルから推定される配列を比較した.検討は,面心立方格子(FCC)構造,体心立方(BCC)構造,単純...
【工学】材料工学：超高真空 ／分子動力学を含む研究件
❏電子デバイスにおける分離可能な接合部形成(13450292)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2001 - 2002
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (10016438)
【キーワード】凝着 / 原子間力顕微鏡 / 超高真空 / 分子動力学 / 結合状態 (他8件)
【概要】我々が世界で初めて完成させた表面分析装置内における任意固体間の凝着力計測システムを利用し,厳密な可逆接合の可能性について,実験的・理論的検討を行った. 超高真空の表面分析装置内における固体間凝着力計測システムに組み込むことのできる,超高真空対応の変位・荷重制御システムを設計・試作した.ピエゾ素子を用いることにより,従来出来なかった荷重及び変位の制御が可能であるようなシステムとなった.さらに,それを...
❏無加熱・無加圧による超精密接合システムの試作(10555244)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1998 - 1999
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016438)
【キーワード】凝着 / 原子間力顕微鏡 / 超高真空 / 分子動力学 / 結合状態 (他16件)
【概要】我々は,超高真空容器内で固体表面をイオンスパッターし,表面から十数原子層の元素分析および価電子状態分析で吸着元素の影響の無いことを確認した後,固体間に働く力を計測してきた.その結果,ほとんどの材料が,無加熱・無加圧で接合できる実験的事実を示してきた.また,そのためのクライテリオンを物性値と表面荒さの関数として表せることを示してきた.そこで本研究では,それらの成果を利用して,平方ミリメーターオーダー...
❏接合と分離における厳密な可逆過程の可能性-材料リサイクルのための基礎研究-(10450267)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1998 - 1999
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016438)
【キーワード】凝着 / 原子間力顕微鏡 / 超高真空 / 分子動力学 / 結合状態 (他8件)
【概要】ゼロエミッションもしくは素材のリサイクルのために,固体間凝着現象において,厳密な可逆接合が可能となるか否かについて,実験的・理論的検討を行った.実験的検討には,我々が世界で初めて完成させた表面分析装置内における任意固体間の凝着力計測システムを利用した.理論的検討としては,連続体近似理論および修正埋め込み原子法を用いた数値計算によって検討した. 固体間凝着力が発生する系で弾性変形領域で凝着実験を行い...
【工学】材料工学：電子分光 ／分子動力学を含む研究件
❏電子デバイスにおける分離可能な接合部形成(13450292)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2001 - 2002
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (10016438)
【キーワード】凝着 / 原子間力顕微鏡 / 超高真空 / 分子動力学 / 結合状態 (他8件)
【概要】我々が世界で初めて完成させた表面分析装置内における任意固体間の凝着力計測システムを利用し,厳密な可逆接合の可能性について,実験的・理論的検討を行った. 超高真空の表面分析装置内における固体間凝着力計測システムに組み込むことのできる,超高真空対応の変位・荷重制御システムを設計・試作した.ピエゾ素子を用いることにより,従来出来なかった荷重及び変位の制御が可能であるようなシステムとなった.さらに,それを...
❏無加熱・無加圧による超精密接合システムの試作(10555244)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1998 - 1999
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016438)
【キーワード】凝着 / 原子間力顕微鏡 / 超高真空 / 分子動力学 / 結合状態 (他16件)
【概要】我々は,超高真空容器内で固体表面をイオンスパッターし,表面から十数原子層の元素分析および価電子状態分析で吸着元素の影響の無いことを確認した後,固体間に働く力を計測してきた.その結果,ほとんどの材料が,無加熱・無加圧で接合できる実験的事実を示してきた.また,そのためのクライテリオンを物性値と表面荒さの関数として表せることを示してきた.そこで本研究では,それらの成果を利用して,平方ミリメーターオーダー...
❏接合と分離における厳密な可逆過程の可能性-材料リサイクルのための基礎研究-(10450267)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1998 - 1999
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016438)
【キーワード】凝着 / 原子間力顕微鏡 / 超高真空 / 分子動力学 / 結合状態 (他8件)
【概要】ゼロエミッションもしくは素材のリサイクルのために,固体間凝着現象において,厳密な可逆接合が可能となるか否かについて,実験的・理論的検討を行った.実験的検討には,我々が世界で初めて完成させた表面分析装置内における任意固体間の凝着力計測システムを利用した.理論的検討としては,連続体近似理論および修正埋め込み原子法を用いた数値計算によって検討した. 固体間凝着力が発生する系で弾性変形領域で凝着実験を行い...
【工学】材料工学：ぬれ ／分子動力学を含む研究件
❏微小電流領域における放電プラズマの安定限界-微小プラズマ加工の可能性-(11875155)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】萌芽的研究
【研究期間】1999
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016438)
【キーワード】ろう付 / はんだ付け / ぬれ / 分子動力学 / 結合状態 (他8件)
【概要】ぬれ現象に対し表面エネルギーの値は極めて重要であることが判明した.ぬれ領域の先端にはハロ領域があり,ぬれ現象の解明には真の表面エネルギーの値が必要となった.信頼できる表面エネルギーの値を実験的に求めるのが難しい.分担者が中心となり,分子(動)力学等に使用される原子間ポテンシャルの決定方法であるMEAM(Modified Embedded Atom Method)の表面問題への適応を検討した.具体的...
❏単結晶理想表面に対する液体純金属のぬれ現象その場観察(10875142)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】萌芽的研究
【研究期間】1998
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016438)
【キーワード】ろう付 / はんだ付け / ぬれ / 分子動力学 / 結合状態 (他8件)
【概要】分担者高橋が中心となり,分子(動)力学等に使用される原子間ポテンシャルの決定方法であるMEAM(Modified Embedded Atom Method)の表面問題への適応を検討した.具体的には,走査型トンネル電子顕微鏡や低速電子線回折などによって計測された固体表面原子の配列とMEAMによるポテンシャルから推定される配列を比較した.検討は,面心立方格子(FCC)構造,体心立方(BCC)構造,単純...
❏半導体と金属の理想接合界面における電気抵抗率の計測(09875174)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】萌芽的研究
【研究期間】1997
【研究代表者】高橋 邦夫 東京工業大学, 工学部, 助教授 (70226827)
【キーワード】ろう付 / はんだ付け / ぬれ / 分子動力学 / 結合状態 (他6件)
【概要】超高真空の表面分析装置内における固体間凝着力計測システムに組み込みむ事を意識して,固体間の界面抵抗を計測する方法について計測システムを試作し,実験的に検討した.接触させた2固体の抵抗は固体特有の抵抗およびその界面特有の抵抗からなる.金属半導体界面では界面抵抗が支配的となる.具体的には,バンドギャップや格子定数などの物性値が良く知られており,表面状態の整えるための操作手法の確立しているシリコンウエハ...
【工学】材料工学：材料強度 ／分子動力学を含む研究件
❏転位力学を用いたナノスケール応力推定法の開発(13750070)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2001 - 2002
【研究代表者】泉 聡志 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (30322069)
【キーワード】転位動力学 / 材料強度 / 計算力学 / 分子動力学 / 半導体 (他11件)
【概要】1)転位発生試験用試験片のTEM観察 半導体用薄膜(窒化膜)の真性応力によって発生した転位ループのTEMと腐食ピット観察データにより、真性応力値と温度に依存した転位の幾何学的配置データを得た。このデータは企業より提供されたものである。本研究の手法開発の範囲内では、これらの提供データで十分な検討が行えるため、共同でのTEM観察を行った。 2)応力推定法の高精度化と手法の確立 前年度開発した二次元転位...
❏分子動力学を用いた微視的離散モデルに基づく材料強度評価システムの開発(03452108)
【研究テーマ】材料力学
【研究種目】一般研究(B)
【研究期間】1991 - 1993
【研究代表者】奥田 洋司 (1993) 東京大学, 工学部, 講師 (90224154)
【キーワード】分子動力学 / 微視的破壊力学 / 材料強度 / 界面強度 / Si結晶 (他10件)
【概要】(1)接合材界面き裂の挙動をシミュレーションするに際し、マクロな材料物性(ヤング率およびポアソン比)を再現する原子間ポテンシャルを2次元3角形格子状の原子配置のもとで作成した。また、境界条件として線形弾性論によって得られる特異解を用い、凖静的な荷重負荷状態における原子配置を計算するための分子動力学解析プログラムを開発した。金属(Cu)-セラミックス(Si3N4)接合材を想定し、開口モード、界面強度...
【工学】材料工学：強化繊維 ／分子動力学を含む研究件
❏革新的合成法による無撚CNT繊維強化複合材料の創成と高強度化(18H01341)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】川田 宏之 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20177702)
【キーワード】カーボンナノチューブ / 強度特性 / CVD法 / 強度発現メカニズム / 分子間力 (他14件)
【概要】本研究では高強度無撚CNT糸の創製を目的とし，これまでにCNTの合成条件検討やCNT紡績糸作製条件の最適化，ポリマー含浸（PAA/DMSO処理）による無撚CNT糸の高強度化を行い，無撚CNT糸の機械的特性の向上を検討した．また，薄層・細径なCNTを原料として，基板法から得られるCNT紡績糸の強度ならびに湿式紡績手法により作製されたCNT 糸の各種物性値評価及び高強度化のための処理条件検討を行った．...
❏高密度化無撚CNT糸を用いた革新的超軽量高強度複合材料の開発(15H03895)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】川田 宏之 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20177702)
【キーワード】カーボンナノチューブ / 黒鉛化処理 / ポリマー複合 / 分子動力学 / 強度評価 (他15件)
【概要】本研究ではCNT単体の優れた機械的特性が十分に発揮された革新的高強度CNT糸の創製を目的とし，乾式紡績法で作製した無撚CNT糸の高強度化を行った．糸を構成するCNT単体の強度評価および分子動力学解析によるCNT間相互作用力の評価によって，CNT糸の高強度化にはCNT単体の高強度化とCNT間の荷重伝達効率の向上が必要であることを明らかにした．また，それに基づいて黒鉛化処理によるCNTの高純度化，CN...
【工学】材料工学：強度特性 ／分子動力学を含む研究件
❏革新的合成法による無撚CNT繊維強化複合材料の創成と高強度化(18H01341)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】川田 宏之 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20177702)
【キーワード】カーボンナノチューブ / 強度特性 / CVD法 / 強度発現メカニズム / 分子間力 (他14件)
【概要】本研究では高強度無撚CNT糸の創製を目的とし，これまでにCNTの合成条件検討やCNT紡績糸作製条件の最適化，ポリマー含浸（PAA/DMSO処理）による無撚CNT糸の高強度化を行い，無撚CNT糸の機械的特性の向上を検討した．また，薄層・細径なCNTを原料として，基板法から得られるCNT紡績糸の強度ならびに湿式紡績手法により作製されたCNT 糸の各種物性値評価及び高強度化のための処理条件検討を行った．...
❏高密度化無撚CNT糸を用いた革新的超軽量高強度複合材料の開発(15H03895)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】川田 宏之 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20177702)
【キーワード】カーボンナノチューブ / 黒鉛化処理 / ポリマー複合 / 分子動力学 / 強度評価 (他15件)
【概要】本研究ではCNT単体の優れた機械的特性が十分に発揮された革新的高強度CNT糸の創製を目的とし，乾式紡績法で作製した無撚CNT糸の高強度化を行った．糸を構成するCNT単体の強度評価および分子動力学解析によるCNT間相互作用力の評価によって，CNT糸の高強度化にはCNT単体の高強度化とCNT間の荷重伝達効率の向上が必要であることを明らかにした．また，それに基づいて黒鉛化処理によるCNTの高純度化，CN...
【工学】プロセス・化学工学：速度 ／分子動力学を含む研究件
❏微小電流領域における放電プラズマの安定限界-微小プラズマ加工の可能性-(11875155)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】萌芽的研究
【研究期間】1999
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016438)
【キーワード】ろう付 / はんだ付け / ぬれ / 分子動力学 / 結合状態 (他8件)
【概要】ぬれ現象に対し表面エネルギーの値は極めて重要であることが判明した.ぬれ領域の先端にはハロ領域があり,ぬれ現象の解明には真の表面エネルギーの値が必要となった.信頼できる表面エネルギーの値を実験的に求めるのが難しい.分担者が中心となり,分子(動)力学等に使用される原子間ポテンシャルの決定方法であるMEAM(Modified Embedded Atom Method)の表面問題への適応を検討した.具体的...
❏単結晶理想表面に対する液体純金属のぬれ現象その場観察(10875142)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】萌芽的研究
【研究期間】1998
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016438)
【キーワード】ろう付 / はんだ付け / ぬれ / 分子動力学 / 結合状態 (他8件)
【概要】分担者高橋が中心となり,分子(動)力学等に使用される原子間ポテンシャルの決定方法であるMEAM(Modified Embedded Atom Method)の表面問題への適応を検討した.具体的には,走査型トンネル電子顕微鏡や低速電子線回折などによって計測された固体表面原子の配列とMEAMによるポテンシャルから推定される配列を比較した.検討は,面心立方格子(FCC)構造,体心立方(BCC)構造,単純...
❏半導体と金属の理想接合界面における電気抵抗率の計測(09875174)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】萌芽的研究
【研究期間】1997
【研究代表者】高橋 邦夫 東京工業大学, 工学部, 助教授 (70226827)
【キーワード】ろう付 / はんだ付け / ぬれ / 分子動力学 / 結合状態 (他6件)
【概要】超高真空の表面分析装置内における固体間凝着力計測システムに組み込みむ事を意識して,固体間の界面抵抗を計測する方法について計測システムを試作し,実験的に検討した.接触させた2固体の抵抗は固体特有の抵抗およびその界面特有の抵抗からなる.金属半導体界面では界面抵抗が支配的となる.具体的には,バンドギャップや格子定数などの物性値が良く知られており,表面状態の整えるための操作手法の確立しているシリコンウエハ...
【工学】電気電子工学：界面熱抵抗 ／分子動力学を含む研究件
❏異種高分子材料の界面熱抵抗に着目した革新的断熱材の開発(20H02083)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】齊藤 卓志 東京工業大学, 工学院, 准教授 (20302937)
【キーワード】界面熱抵抗 / 高分子材料 / 積層構造 / 断熱材 / 親和性 (他9件)
【概要】高分子材料中の伝熱は，主として高分子鎖に沿ったフォノン伝導によるため，互いに非相溶な材料間の界面において，分子の相互貫入が阻害される場合，相対的に分子間距離が拡大するため熱抵抗が発現する可能性がある．これまで，異種高分子材料の界面における熱抵抗に対する実験的計測ならびにシミュレーションによる推定を行ってきたが，より定量性を持ったデータの推定/取得が「革新的な断熱材」の開発に欠かせない． そこで20...
❏ナノスケール動的濡れ現象の分子動力学解析(14F04364)
【研究テーマ】熱工学
【研究種目】特別研究員奨励費
【研究期間】2014-04-25 - 2017-03-31
【研究代表者】塩見 淳一郎 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (40451786)
【キーワード】動的濡れ性 / 分子動力学 / ナノ表面構造 / 界面熱抵抗 / 動的濡れ現象
【概要】定常状態にある円形の液滴を基板に近づける過渡的なシミュレーション結果から接触線摩擦係数を計算した．はじめに，静的接触角とスリップ長を分子動力学計算より求め，これらを入力とした連続体計算と行った結果，仮に連続体計算の接触線摩擦をゼロとした場合でも分子動力学計算の濡れ速度が連続体計算のそれよりも速くなることが分かった． 次に，MKT理論を通じて分子動力学計算から直接的に接触線摩擦を求める手法を実践した...
❏カーボンナノチューブの伝熱に関する分子動力学法シミュレーション(17656072)
【研究テーマ】熱工学
【研究種目】萌芽研究
【研究期間】2005 - 2006
【研究代表者】丸山 茂夫 東京大学, 大学院工学系研究科, 教授 (90209700)
【キーワード】カーボンナノチューブ / 分子動力学法 / 熱伝導 / 界面熱抵抗 / 伝熱 (他6件)
【概要】常温における単層カーボンナノチューブの熱伝導をTersoff-Brenner型の炭素原子間ポテンシャルを用いた分子動力学法によって計算した.従来の計算では,短いナノチューブに周期境界条件を課して無限長のナノナノチューブを模擬し,様々な手法による漸近特性によって熱伝導率を求めていた.それに対し,本研究ではカーボンナノチューブの両端に熱浴を設置し,非平衡分子動力学シミュレーションを行うことで,有限長の...
【工学】電気電子工学：ファンデルワールス力 ／分子動力学を含む研究件
❏カーボンナノチューブの熱電特性マルチスケール解析(20K14661)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】大西 正人 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任助教 (30782560)
【キーワード】カーボンナンチューブ / 熱電変換 / フォノン / Van der Waals力 / カーボンナノチューブ (他9件)
【概要】カーボンナノチューブ（CNT）ネットワーク全体における熱輸送ではCNT同士の接触部分におけるフォノン散乱が大きな散乱因子となる。また近年実験からも明らかになってきたように、CNTはバンドル化することにより大きく熱伝導率が低下する、つまりCNT同士の面間相互作用によりフォノンが強く散乱される。CNT同士の接触部や面間相互作用の影響はこれまでにも分子動力学法や原子グリーン関数法などにより理論的に研究さ...
❏弱い分子間力を正確に記述する第一原理分子動力学法の開発(21750025)
【研究テーマ】物理化学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2009 - 2010
【研究代表者】佐藤 健 早稲田大学, 大学院・工学系研究科, 特任助教 (30507091)
【キーワード】密度汎関数理論 / 分子間力 / 分散力 / 分子間相互作用 / 量子化学 (他11件)
【概要】密度汎関数理論(DFT)は分散力を記述できない。よく行われる経験的な分散力補正は新しい系への適用が難しい。そこで本研究では、電子密度応答関数に対する局所近似(Local Response)に基づいて分散力(Dispersion)を非経験的に算出するLRD法を考案し、弱い相互作用を高精度かつ効率的に記述できる新しい手法を開発した。LRD法は分子中の原子間分散力係数を基底状態電子密度の汎関数として与え...
【工学】電気電子工学：フォノン ／分子動力学を含む研究件
❏カーボンナノチューブの熱電特性マルチスケール解析(20K14661)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】大西 正人 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任助教 (30782560)
【キーワード】カーボンナンチューブ / 熱電変換 / フォノン / Van der Waals力 / カーボンナノチューブ (他9件)
【概要】カーボンナノチューブ（CNT）ネットワーク全体における熱輸送ではCNT同士の接触部分におけるフォノン散乱が大きな散乱因子となる。また近年実験からも明らかになってきたように、CNTはバンドル化することにより大きく熱伝導率が低下する、つまりCNT同士の面間相互作用によりフォノンが強く散乱される。CNT同士の接触部や面間相互作用の影響はこれまでにも分子動力学法や原子グリーン関数法などにより理論的に研究さ...
❏第一原理に基づいた熱伝導解析によるバルク熱電変換素子の高性能化(23760178)
【研究テーマ】熱工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2011 - 2013
【研究代表者】塩見 淳一郎 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40451786)
【キーワード】熱電変換 / 熱伝導 / フォノン / 第一原理 / 格子動力学 (他7件)
【概要】本研究では，密度汎関数法，格子動力学法，分子動力学法，モンテカルロ法をシームレスに練成させたマルチスケールフォノン輸送解析ツールを開発し，単結晶，置換型合金結晶，ナノ構造化結晶などのバルク熱電変換材料のフォノンモードごとの熱輸送を解析することに成功した．鉛カルコゲナイド，ハーフホイスラー化合物，マグネシウムシリサイドなどの材料を対象として，まず単結晶について実験と比較して計算の妥当性を検証した上で...
【工学】建築学：機械的特性 ／分子動力学を含む研究件
❏第一原理分子動力学法によるカーボンナノチューブの機械的・電気的特性解析(13875022)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】萌芽研究
【研究期間】2001 - 2002
【研究代表者】北村 隆行 京都大学, 工学研究科, 教授 (20169882)
【キーワード】カーボンナノチューブ / 第一原理 / 分子動力学 / 機械的特性 / 電子構造 (他8件)
【概要】電子レベルのシミュレーションによって、カーボンナノチューブの機械的負荷による変形特性を解析するとともに、その変形に起因した電子構造を明らかにして、電気的特性の変形依存性を明らかにすることを目的としている。 まず、擬ポテンシャル法に基づく電子密度分布の詳細解析との比較より、タイトバインディング法による変形解析の有効性を明らかにした。また、これに基づいて、ジグザグ型とアームチェア型単層カーボンナノチュ...
❏第一原理分子動力学法によるナノ多層薄膜の機械的特性の評価(13750077)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2001 - 2002
【研究代表者】梅野 宜崇 京都大学, 工学研究科, 講師 (40314231)
【キーワード】ナノ材料 / 薄膜 / 界面 / 原子構造 / 機械的特性 (他8件)
【概要】厚さ数nmの薄膜を積み重ねた多層薄膜が作成されており,デバイス材料への応用が期待されているため,その機械的特性の評価が求められている.量子力学に基づく厳密な解析手法である第一原理分子動力学法を用いて,ナノ多層薄膜の構造および機械的特性を明らかにすることが本研究の目的である. まず,薄膜における原子構造および原子間結合状態の基本的特性を明らかにするため,平面波基底ノルム保存擬ポテンシャル法による第一...
❏第一原理分子動力学解析による局所不均一機械特性評価(11875027)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】萌芽的研究
【研究期間】1999 - 2000
【研究代表者】北村 隆行 京都大学, 工学研究科, 教授 (20169882)
【キーワード】分子動力学 / 第一原理解析 / 機械的特性 / 局所不均一性 / 微視構造 (他8件)
【概要】微小構造物では界面や表面の割合が多く,その原子レベルの構造不整と変形拘束が原子レベルの機械的特性(応力や弾性係数等)に局所的な不均一性をもたらし,破壊の原因となる.安定した機能発現のためには,原子レベル構造とともに変形に対する安定の評価が不可欠である.本年度は,(1)分子動力学による大規模引張り解析,(2)第一原理解析に基づく原子間ポテンシャルの検証,(3)第一原理解析による原子鎖の引張り解析,を...
【工学】土木工学：気液界面 ／分子動力学を含む研究件
❏大気中エアロゾル表面構造と物質移動に関する理論的研究(15550012)
【研究テーマ】物理化学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2003 - 2005
【研究代表者】森田 明弘 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(共通施設), 計算科学研究センター, 助教授 (70252418)
【キーワード】気液界面 / 不均質大気化学 / 取り込み係数 / 適応係数 / 分子動力学 (他11件)
【概要】本研究は、近年の大気化学において重要性が強く認識されているエアロゾル表面の構造および気相分子の取り込みを分子レベルで理解することを目的として行われた。気相分子の取り込み係数は大気モデリングで重要になる量であるが、その正確な測定は容易でなく、理論計算による解析が有効である。代表的な実験手法である連続液適法を流体シミュレーションを用いて解析することによって、従来の実験結果に対する改良を行った。その結果...
❏分子動力学法による電解質水溶液への水蒸気吸収過程に関する研究(11750154)
【研究テーマ】熱工学
【研究種目】奨励研究(A)
【研究期間】1999 - 2000
【研究代表者】大宮司 啓文 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 講師 (10302754)
【キーワード】吸着 / 吸収 / 気液界面 / 電解質水溶液 / ノーマルアルコール (他7件)
【概要】電解質水溶液表面に界面活性剤が吸着していると、水蒸気吸収の際に界面攪乱が発生し、水蒸気吸収量が飛躍的に増加する現象がある。マクロスケールでは一般に表面張力駆動流(マランゴニ効果)と説明されるが、どのような物質が効果的に界面攪乱を引き起こすか、あるいは攪乱に繋がる「揺らぎ」がどのようなメカニズムで発生するか等を明らかにするためには、分子スケールでの吸着の描像を明らかにすることが重要である。本研究にお...
❏高濃度電解質水溶液の分子構造と結晶化の抑制に関する分子動力学的研究(09650225)
【研究テーマ】熱工学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】1997 - 1998
【研究代表者】飛原 英治 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (00156613)
【キーワード】分子動力学 / 電解質水溶液 / 気液界面 / 溶解度 / 蒸気圧低下 (他12件)
【概要】本研究では分子動力学により吸収溶液として広く用いられている電解質水溶液の分子構造および結晶化の分子シミュレーションを行い,水溶液のミクロな構造を明らかにするとともに,分子レベルでの溶液の構造が吸収溶液として重要である溶解度,蒸気圧低下等とどのように結びつくかについて考えることを目的とする.希ガスのような単純液体の場合は定量的にも様々なことが明らかにされており,分子シミュレーションは計算機実験として...
【工学】土木工学：化学反応 ／分子動力学を含む研究件
❏多体量子波束動力学理論による分子の多次元量子現象の解明(22740272)
【研究テーマ】生物物理・化学物理
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2010 - 2012
【研究代表者】高橋 聡 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教 (20456180)
【キーワード】化学物理 / 分子動力学 / 半古典力学 / 化学反応
【概要】本研究では、多次元波動関数ActionDecomposedFunction(ADF)の理論に立脚し、既存の半古典力学的手法において実際的な数値的適用の障害となっていた安定性行列の計算を伴わない、新しい半古典手法を確立した。さらに、量子波束成分を運ぶ古典軌道周辺の幾何学的構造の理解に基づいて、量子効果を適切に考慮した高次の近似手法を構築した。?数次元系ならびに多次元モデル系への数値的適用の結果、量子...
❏ボルン‐オッペンハイマー描像を超えた動的分子理論と新しい化学の展開(18105001)
【研究テーマ】物理化学
【研究種目】基盤研究(S)
【研究期間】2006 - 2010
【研究代表者】高塚 和夫 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (70154797)
【キーワード】原子核同時動力学 / 分子動力学 / 化学反応 / 電子エネルギー移動 / 励起分子素過程 (他6件)
【概要】本研究では,化学動力学基礎理論において最も重要なターゲットであるボルン‐オッペンハイマー描像を超える分子の動力学理論を創成し発展させた.特に原子核の運動とカップルする電子動力学の展開を中心として,次世代の超高速化学反応学と反応制御をおこなうための基礎理論を創始し完成させ,その検証も行った.これらの理論を,化学的に興味深い分子種に応用して,動的電子化学反応論を創始した.また,本理論を,強レーザー場中...
【工学】構造・機能材料：金属物性 ／分子動力学を含む研究件
❏合金組織形成ダイナミクスの原子論的理解に向けた分子動力学解析の時間スケール加速(19H02415)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】澁田 靖 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (90401124)
【キーワード】金属物性 / 時間加速分子動力学 / メタダイナミクス / 非平衡界面物性 / 自由エネルギー曲面探索 (他10件)
【概要】分子動力学シミュレーションの加速化手法の一つであるCollected Variable driven　Hyperdynamics(CVHD)法をを拡張し，本研究において新たな仮想原子加速手法を開発した．これにより侵入型固溶体(Fe-C)のみならず置換型固溶体(Fe-Cr)の溶質拡散の時間加速を実現した．さらにメタダイナミクスによる自由エネルギー曲面探索法を応用し，液相の定義をすることなく非平衡界面...
❏ナノ結晶材料の粒界特性に関する分子動力学シミュレーション(17F17711)
【研究テーマ】金属物性・材料
【研究種目】特別研究員奨励費
【研究期間】2017-10-13 - 2020-03-31
【研究代表者】澁田 靖 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (90401124)
【キーワード】分子動力学 / ナノ結晶材料 / 粒界 / EAMポテンシャル / ハイエントロピー合金 (他9件)
【概要】本研究では，分子動力学法シミュレーションを基に，ナノ結晶金属材料の粒界特性向上のための原子論的知見を得ることを目的としている．具体的にタービンブレードや原子炉など高温環境下で発生して材料強度低下の原因となる正四面体様転位（スタッキングフォルトテトラヘドラ，SFT）や空孔クラスターと粒界の相互作用を系統的に解析し，これらの効率的な除去方法を確立する．特にこれまであまり議論されてこなかった正四面体様転...
【工学】構造・機能材料：接合 ／分子動力学を含む研究件
❏異種金属の接合強度発現機構の解明と新接合プロセスへの展開(26249099)
【研究テーマ】複合材料・表界面工学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】小関 敏彦 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (70361532)
【キーワード】異種金属 / 接合 / 固相接合 / 界面 / 界面強度 (他9件)
【概要】本研究は、構造体のマルチマテリアル化を可能にするために、異種金属の比較的低温での接合強度の発現機構を解明し、新たな異種金属接合の指針を導出することを目的としている。鋼と鋼、鋼とニッケルの中温での圧接、その後の等温保持の実験から、接合界面強度の発現は二段階であり、第一段階では圧接の接触面積はそのままで接合強度が増し、第二段階では接触面積が増すことによって接合強度が増すことがわかった。界面のひずみの解...
❏異材接合部の力学特性と電気特性のカップリングに関する第一原理解析(14350055)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2002 - 2003
【研究代表者】北村 隆行 京都大学, 工学研究科, 教授 (20169882)
【キーワード】異材 / 力学特性 / 電気的特性 / 第一原理解析 / 接合 (他10件)
【概要】電子デバイスやマイクロ(ナノ)マシンには,機能に応じて多彩な材料が用いられる.したがって,多種の異種接合部が含まれ,特有の物性を示すと考えられる。本研究では,第1のターゲットとしてシリコン基板((100)表面)とその上に堆積させたアルミニウム薄膜を対象として,平面波基底擬ポテンシャル法を用いた第一原理分子動力学解析を行った。第1層のアルミニウム原子がシリコンのダイマー列間に平行に存在する構造と垂直...
❏無加熱・無加圧による超精密接合の大面積化(07305058)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】1995 - 1996
【研究代表者】恩澤 忠男 (思澤 忠男) 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016438)
【キーワード】凝着 / 原子間力顕微鏡 / 超高真空 / 分子動力学 / 結合状態 (他11件)
【概要】研究代表者が中心となり,無加熱.無加圧接合における密着プロセスに関する包括的な検討がなされた.点接触に対する理想状態における実験および理論(連続体近似の弾性接触理論および分子動力学)の比較より,これらのモデルが現象をよく表していることを示した.分担者(高橋邦夫)はさらに,それに基づき,無加熱・無加圧接合のための表面粗さに対するクライテリオンを導出した.その傾向は分担者(須賀)らの実験とよく一致した...
【工学】構造・機能材料：熱電変換 ／分子動力学を含む研究件
❏カーボンナノチューブの熱電特性マルチスケール解析(20K14661)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】大西 正人 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任助教 (30782560)
【キーワード】カーボンナンチューブ / 熱電変換 / フォノン / Van der Waals力 / カーボンナノチューブ (他9件)
【概要】カーボンナノチューブ（CNT）ネットワーク全体における熱輸送ではCNT同士の接触部分におけるフォノン散乱が大きな散乱因子となる。また近年実験からも明らかになってきたように、CNTはバンドル化することにより大きく熱伝導率が低下する、つまりCNT同士の面間相互作用によりフォノンが強く散乱される。CNT同士の接触部や面間相互作用の影響はこれまでにも分子動力学法や原子グリーン関数法などにより理論的に研究さ...
❏第一原理に基づいた熱伝導解析によるバルク熱電変換素子の高性能化(23760178)
【研究テーマ】熱工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2011 - 2013
【研究代表者】塩見 淳一郎 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40451786)
【キーワード】熱電変換 / 熱伝導 / フォノン / 第一原理 / 格子動力学 (他7件)
【概要】本研究では，密度汎関数法，格子動力学法，分子動力学法，モンテカルロ法をシームレスに練成させたマルチスケールフォノン輸送解析ツールを開発し，単結晶，置換型合金結晶，ナノ構造化結晶などのバルク熱電変換材料のフォノンモードごとの熱輸送を解析することに成功した．鉛カルコゲナイド，ハーフホイスラー化合物，マグネシウムシリサイドなどの材料を対象として，まず単結晶について実験と比較して計算の妥当性を検証した上で...
【工学】構造・機能材料：原子配列 ／分子動力学を含む研究件
❏原子配列を考慮した固体力学の基礎方程式およびその分子動力学的検討(12650094)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2000 - 2001
【研究代表者】高橋 邦弘 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (60095619)
【キーワード】固体力学 / 構成式 / 高次応力 / Cauchyの関係 / 原子配列 (他8件)
【概要】固体材料は微視的に見れば連続体ではなく,離散的な原子の集合である.応用に際してはこの離散的な構造を,ある平均化によって連続体としての極限化を図る必要がある.そのため,これまでに検討してきた原子の集合体モデルを用いてメゾ領域を想定し,熱連続体力学における極性物質として考察を行なった. 原子間に非線形ポテンシャルを仮定し,新たに導入したPテンソルならびにP級数を用いて原子配列を表現した.その際,巨視的...
❏内部構造を有する固体のメソメカニックスおよび分子動力学(07650111)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1995
【研究代表者】高橋 邦弘 慶應義塾大学, 理工学部・機械工学科, 教授 (60095619)
【キーワード】メソメカニックス / メソドメイン / 分子動力学 / 原子配列 / 遇応力 (他8件)
【概要】固体の弾性定数などの物質定数は,従来実験的手法などにより求めることが通例であった.また分子動力学などの数値的手法によりこれを求めようとする場合には,応力などの巨視的な量を原子に関する微視的な諸量で表現しておく必要があった. 本研究では,はじめに原子の質量,原子間ポテンシャルあるいは原子の配置などの微視的な諸量を与え,これにより応力などに関する巨視的な量を表現することを試みた.そのために,質量,運動...
【工学】構造・機能材料：電子構造 ／分子動力学を含む研究件
❏第一原理分子動力学法によるカーボンナノチューブの機械的・電気的特性解析(13875022)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】萌芽研究
【研究期間】2001 - 2002
【研究代表者】北村 隆行 京都大学, 工学研究科, 教授 (20169882)
【キーワード】カーボンナノチューブ / 第一原理 / 分子動力学 / 機械的特性 / 電子構造 (他8件)
【概要】電子レベルのシミュレーションによって、カーボンナノチューブの機械的負荷による変形特性を解析するとともに、その変形に起因した電子構造を明らかにして、電気的特性の変形依存性を明らかにすることを目的としている。 まず、擬ポテンシャル法に基づく電子密度分布の詳細解析との比較より、タイトバインディング法による変形解析の有効性を明らかにした。また、これに基づいて、ジグザグ型とアームチェア型単層カーボンナノチュ...
❏第一原理分子動力学法によるナノ多層薄膜の機械的特性の評価(13750077)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2001 - 2002
【研究代表者】梅野 宜崇 京都大学, 工学研究科, 講師 (40314231)
【キーワード】ナノ材料 / 薄膜 / 界面 / 原子構造 / 機械的特性 (他8件)
【概要】厚さ数nmの薄膜を積み重ねた多層薄膜が作成されており,デバイス材料への応用が期待されているため,その機械的特性の評価が求められている.量子力学に基づく厳密な解析手法である第一原理分子動力学法を用いて,ナノ多層薄膜の構造および機械的特性を明らかにすることが本研究の目的である. まず,薄膜における原子構造および原子間結合状態の基本的特性を明らかにするため,平面波基底ノルム保存擬ポテンシャル法による第一...
【工学】構造・機能材料：微小材料 ／分子動力学を含む研究件
❏異材接合部の力学特性と電気特性のカップリングに関する第一原理解析(14350055)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2002 - 2003
【研究代表者】北村 隆行 京都大学, 工学研究科, 教授 (20169882)
【キーワード】異材 / 力学特性 / 電気的特性 / 第一原理解析 / 接合 (他10件)
【概要】電子デバイスやマイクロ(ナノ)マシンには,機能に応じて多彩な材料が用いられる.したがって,多種の異種接合部が含まれ,特有の物性を示すと考えられる。本研究では,第1のターゲットとしてシリコン基板((100)表面)とその上に堆積させたアルミニウム薄膜を対象として,平面波基底擬ポテンシャル法を用いた第一原理分子動力学解析を行った。第1層のアルミニウム原子がシリコンのダイマー列間に平行に存在する構造と垂直...
❏ナノコンタクト形成過程の分子動力学シミュレーション(12450048)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2000 - 2001
【研究代表者】北村 隆行 京都大学, 工学研究科, 教授 (20169882)
【キーワード】ナノコンタクト / 分子動力学 / 微小材料 / 引張変形 / すべり (他8件)
【概要】電子デバイス等の微小構造物ではいっそうの縮小・集積化が進められており、ナノオーダーのサイズの要素の作製が模索されており、その特性の評価が重要となってきている。本研究では、実験観察が困難なナノメートルサイズのコンタクトの形成過程および変形過程を分子動力学法に基づく計算機実験によって明らかにした。アルミニウムを対象として、(1)第一原理による原子鎖(原子が一列に並んだ形状のコンタクト部)の理想引張り強...
【工学】構造・機能材料：表面分析 ／分子動力学を含む研究件
❏電子デバイスにおける分離可能な接合部形成(13450292)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2001 - 2002
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (10016438)
【キーワード】凝着 / 原子間力顕微鏡 / 超高真空 / 分子動力学 / 結合状態 (他8件)
【概要】我々が世界で初めて完成させた表面分析装置内における任意固体間の凝着力計測システムを利用し,厳密な可逆接合の可能性について,実験的・理論的検討を行った. 超高真空の表面分析装置内における固体間凝着力計測システムに組み込むことのできる,超高真空対応の変位・荷重制御システムを設計・試作した.ピエゾ素子を用いることにより,従来出来なかった荷重及び変位の制御が可能であるようなシステムとなった.さらに,それを...
❏無加熱・無加圧による超精密接合システムの試作(10555244)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1998 - 1999
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016438)
【キーワード】凝着 / 原子間力顕微鏡 / 超高真空 / 分子動力学 / 結合状態 (他16件)
【概要】我々は,超高真空容器内で固体表面をイオンスパッターし,表面から十数原子層の元素分析および価電子状態分析で吸着元素の影響の無いことを確認した後,固体間に働く力を計測してきた.その結果,ほとんどの材料が,無加熱・無加圧で接合できる実験的事実を示してきた.また,そのためのクライテリオンを物性値と表面荒さの関数として表せることを示してきた.そこで本研究では,それらの成果を利用して,平方ミリメーターオーダー...
❏接合と分離における厳密な可逆過程の可能性-材料リサイクルのための基礎研究-(10450267)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1998 - 1999
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016438)
【キーワード】凝着 / 原子間力顕微鏡 / 超高真空 / 分子動力学 / 結合状態 (他8件)
【概要】ゼロエミッションもしくは素材のリサイクルのために,固体間凝着現象において,厳密な可逆接合が可能となるか否かについて,実験的・理論的検討を行った.実験的検討には,我々が世界で初めて完成させた表面分析装置内における任意固体間の凝着力計測システムを利用した.理論的検討としては,連続体近似理論および修正埋め込み原子法を用いた数値計算によって検討した. 固体間凝着力が発生する系で弾性変形領域で凝着実験を行い...
【工学】移動現象および単位操作：核生成 ／分子動力学を含む研究件
❏分子動力学シミュレーションによる気相・液相核生成のナノスケール解析(20560198)
【研究テーマ】熱工学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2008 - 2010
【研究代表者】泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40306874)
【キーワード】核生成 / 分子動力学 / 気相 / 液相 / 分子動力学シミュレーション (他8件)
【概要】分子動力学シミュレーションを用いて気相からの液滴核生成および液相からの気泡核生成について研究を行った.気相からの液滴核生成については,水/硫酸および水/硫酸イオン/オキソニウムイオンについて計算を行い,核生成速度,液滴核の生成自由エネルギー,臨界核を見積もった.また,立方体のシードが入った系においても計算を行い,同様の解析を行った.液相からの気泡核生成については,2 種類の核生成速度の計算方法を提...
❏氷核活性細菌により促進される氷核生成の研究(14750144)
【研究テーマ】熱工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2002 - 2004
【研究代表者】泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (40306874)
【キーワード】氷タンパク質 / 分子動力学シミュレーション / 分子動力学専用計算機(MDGRADE=-2) / 核生成 / 水素結合 (他9件)
【概要】氷核生成を活性化させる物質(過冷却解除剤)を用いた現象の理解のためには,氷核生成の微視的メカニズムの解明が必要である.本研究では,過冷却解除剤として氷核活性細菌に着目し,その細胞膜上にある氷核生成を促進する機能を持つタンパク質(ICE PROTEIN)の構造と核生成のメカニズムの関係を解明することを目的とする. 平成14年度は,氷タンパク質の機能を明らかにする目的から,タンパク質自身の2次構造の解...
❏分子動力学法による沸騰核生成過程の研究(06750208)
【研究テーマ】熱工学
【研究種目】奨励研究(A)
【研究期間】1994
【研究代表者】井上 剛良 九州大学, 機能物質科学研究所, 助教授 (20193592)
【キーワード】核生成 / 気泡 / 沸騰 / 分子動力学
【概要】気泡核生成は、核沸騰はもとより種々の沸騰・蒸発現象および減圧過程において重要であり、伝熱工学の分野ではこれまで精力的に研究が行われてきている。しかし、どのようにして気泡核が生成され、成長するのかなど、気泡核生成の初期過程に関しては十分には明らかにされていない。そこで、本研究では気泡核生成の素過程を定性的に明らかにすることを目的として、分子動力学法による気泡核生成過程のシミュレーション実験を行い、こ...
【工学】総合工学：拡散 ／分子動力学を含む研究件
❏大気中エアロゾル表面構造と物質移動に関する理論的研究(15550012)
【研究テーマ】物理化学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2003 - 2005
【研究代表者】森田 明弘 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(共通施設), 計算科学研究センター, 助教授 (70252418)
【キーワード】気液界面 / 不均質大気化学 / 取り込み係数 / 適応係数 / 分子動力学 (他11件)
【概要】本研究は、近年の大気化学において重要性が強く認識されているエアロゾル表面の構造および気相分子の取り込みを分子レベルで理解することを目的として行われた。気相分子の取り込み係数は大気モデリングで重要になる量であるが、その正確な測定は容易でなく、理論計算による解析が有効である。代表的な実験手法である連続液適法を流体シミュレーションを用いて解析することによって、従来の実験結果に対する改良を行った。その結果...
❏無加熱・無加圧による超精密接合の大面積化(07305058)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】1995 - 1996
【研究代表者】恩澤 忠男 (思澤 忠男) 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016438)
【キーワード】凝着 / 原子間力顕微鏡 / 超高真空 / 分子動力学 / 結合状態 (他11件)
【概要】研究代表者が中心となり,無加熱.無加圧接合における密着プロセスに関する包括的な検討がなされた.点接触に対する理想状態における実験および理論(連続体近似の弾性接触理論および分子動力学)の比較より,これらのモデルが現象をよく表していることを示した.分担者(高橋邦夫)はさらに,それに基づき,無加熱・無加圧接合のための表面粗さに対するクライテリオンを導出した.その傾向は分担者(須賀)らの実験とよく一致した...
【工学】総合工学：分子動力学法 ／分子動力学を含む研究件
❏単層カーボンナノチューブの原子スケール精密成長機構の解明(20K20348)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(開拓)
【研究期間】2020-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】丸山 茂夫 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (90209700)
【キーワード】単層カーボンナノチューブ / CNT / 化学気相成長法 / CVD / 同位体ラベリング (他12件)
【概要】同位体ラベリング手法を用いた単一単層CNTの成長時間変化の観察手法を確立し，触媒還元，水蒸気処理，アセチレン添加などの単層CNTの成長開始時間遅延と成長速度への影響を単一単層CNTレベルで明らかとした．さらにシリコン基板の微細加工により作製したTEMグリッドを用いた透過型電子顕微鏡（TEM）による触媒金属と単層CNTの観察および分子動力学（MD）法による単層CNT成長のシミュレーションを組み合わせ...
❏イオン液体の示すメソスケール協同現象の計算科学研究：遅い緩和と界面ゆらぎ(18K13513)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2018-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】芝 隼人 東京大学, 情報基盤センター, 特任講師 (20549563)
【キーワード】イオン液体 / 回転緩和 / 分子動力学 / Stokes-Einstein-Debye則 / 自己相関関数 (他13件)
【概要】本年度は、過冷却状態にあるアルキルイミダゾリウムイオン液体における並進・回転運動のカップリング関係について、昨年度までに得られた成果の取りまとめを行った。この論文の取りまとめの過程において、アルキル鎖配向の時間発展が、アルキル鎖長に大きく定性的影響を受けることが判明した。アルキル鎖長が短い時には、分子配置の変化と同時に大角度での回転が起きる。他方、鎖長が大きくなると、この運動が拡散的な運動に移行し...
❏カーボンナノチューブの伝熱に関する分子動力学法シミュレーション(17656072)
【研究テーマ】熱工学
【研究種目】萌芽研究
【研究期間】2005 - 2006
【研究代表者】丸山 茂夫 東京大学, 大学院工学系研究科, 教授 (90209700)
【キーワード】カーボンナノチューブ / 分子動力学法 / 熱伝導 / 界面熱抵抗 / 伝熱 (他6件)
【概要】常温における単層カーボンナノチューブの熱伝導をTersoff-Brenner型の炭素原子間ポテンシャルを用いた分子動力学法によって計算した.従来の計算では,短いナノチューブに周期境界条件を課して無限長のナノナノチューブを模擬し,様々な手法による漸近特性によって熱伝導率を求めていた.それに対し,本研究ではカーボンナノチューブの両端に熱浴を設置し,非平衡分子動力学シミュレーションを行うことで,有限長の...
【工学】総合工学：熱伝導 ／分子動力学を含む研究件
❏第一原理に基づいた熱伝導解析によるバルク熱電変換素子の高性能化(23760178)
【研究テーマ】熱工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2011 - 2013
【研究代表者】塩見 淳一郎 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40451786)
【キーワード】熱電変換 / 熱伝導 / フォノン / 第一原理 / 格子動力学 (他7件)
【概要】本研究では，密度汎関数法，格子動力学法，分子動力学法，モンテカルロ法をシームレスに練成させたマルチスケールフォノン輸送解析ツールを開発し，単結晶，置換型合金結晶，ナノ構造化結晶などのバルク熱電変換材料のフォノンモードごとの熱輸送を解析することに成功した．鉛カルコゲナイド，ハーフホイスラー化合物，マグネシウムシリサイドなどの材料を対象として，まず単結晶について実験と比較して計算の妥当性を検証した上で...
❏カーボンナノチューブの伝熱に関する分子動力学法シミュレーション(17656072)
【研究テーマ】熱工学
【研究種目】萌芽研究
【研究期間】2005 - 2006
【研究代表者】丸山 茂夫 東京大学, 大学院工学系研究科, 教授 (90209700)
【キーワード】カーボンナノチューブ / 分子動力学法 / 熱伝導 / 界面熱抵抗 / 伝熱 (他6件)
【概要】常温における単層カーボンナノチューブの熱伝導をTersoff-Brenner型の炭素原子間ポテンシャルを用いた分子動力学法によって計算した.従来の計算では,短いナノチューブに周期境界条件を課して無限長のナノナノチューブを模擬し,様々な手法による漸近特性によって熱伝導率を求めていた.それに対し,本研究ではカーボンナノチューブの両端に熱浴を設置し,非平衡分子動力学シミュレーションを行うことで,有限長の...
【工学】総合工学：転位 ／分子動力学を含む研究件
❏ナノ結晶材料の粒界特性に関する分子動力学シミュレーション(17F17711)
【研究テーマ】金属物性・材料
【研究種目】特別研究員奨励費
【研究期間】2017-10-13 - 2020-03-31
【研究代表者】澁田 靖 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (90401124)
【キーワード】分子動力学 / ナノ結晶材料 / 粒界 / EAMポテンシャル / ハイエントロピー合金 (他9件)
【概要】本研究では，分子動力学法シミュレーションを基に，ナノ結晶金属材料の粒界特性向上のための原子論的知見を得ることを目的としている．具体的にタービンブレードや原子炉など高温環境下で発生して材料強度低下の原因となる正四面体様転位（スタッキングフォルトテトラヘドラ，SFT）や空孔クラスターと粒界の相互作用を系統的に解析し，これらの効率的な除去方法を確立する．特にこれまであまり議論されてこなかった正四面体様転...
❏SiC薄膜成長過程のマルチスケール転位動力学の開発と底面－貫通転位変換過程の解明(16K05967)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】泉 聡志 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (30322069)
【キーワード】分子動力学 / 4H-SiC / 転位 / ナノマイクロ材料力学
【概要】4H-SiCは先端パワーデバイスの材料として期待されている。本論文では、らせん型基底面転位（BPD）から貫通らせん転位（TED）への変換プロセスを反応経路解析により明らかにした。部分転位対の収縮は表面近くで起こりやすく、表面がSi面のほうが起こりやすいことがわかった。また、BPDの交差すべりは表面近傍で起こりやすく、Si面のほうが起こりやすいことがわかった。加えて、交差すべりの抑制プロセスが、グラ...
❏長時間スケールの解析を可能にする位相空間サンプリング分子動力学法の開発(20360051)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2008 - 2010
【研究代表者】泉 聡志 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (30322069)
【キーワード】機械材料・材料力学 / 分子動力学 / マルチスケール解析 / 転位 / 加速分子動力学
【概要】分子動力学で取り扱えない長時間スケールの解析を可能とする位相空間サンプリング分子動力学法を開発した。開発した手法をベースとした転位の反応経路解析を、単結晶シリコンの転位生成メカニズムにおいて長年論争があったシリコンの転位のShuffle-Glide論争へ適用した。結果、高温・低応力でGlide-set転位が、低温・高応力でShuffle-set転位が発生することを示し、半導体、MEMS分野へ応用し...
【工学】総合工学：第一原理 ／分子動力学を含む研究件
❏第一原理に基づいた熱伝導解析によるバルク熱電変換素子の高性能化(23760178)
【研究テーマ】熱工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2011 - 2013
【研究代表者】塩見 淳一郎 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40451786)
【キーワード】熱電変換 / 熱伝導 / フォノン / 第一原理 / 格子動力学 (他7件)
【概要】本研究では，密度汎関数法，格子動力学法，分子動力学法，モンテカルロ法をシームレスに練成させたマルチスケールフォノン輸送解析ツールを開発し，単結晶，置換型合金結晶，ナノ構造化結晶などのバルク熱電変換材料のフォノンモードごとの熱輸送を解析することに成功した．鉛カルコゲナイド，ハーフホイスラー化合物，マグネシウムシリサイドなどの材料を対象として，まず単結晶について実験と比較して計算の妥当性を検証した上で...
❏第一原理分子動力学法によるカーボンナノチューブの機械的・電気的特性解析(13875022)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】萌芽研究
【研究期間】2001 - 2002
【研究代表者】北村 隆行 京都大学, 工学研究科, 教授 (20169882)
【キーワード】カーボンナノチューブ / 第一原理 / 分子動力学 / 機械的特性 / 電子構造 (他8件)
【概要】電子レベルのシミュレーションによって、カーボンナノチューブの機械的負荷による変形特性を解析するとともに、その変形に起因した電子構造を明らかにして、電気的特性の変形依存性を明らかにすることを目的としている。 まず、擬ポテンシャル法に基づく電子密度分布の詳細解析との比較より、タイトバインディング法による変形解析の有効性を明らかにした。また、これに基づいて、ジグザグ型とアームチェア型単層カーボンナノチュ...
❏第一原理分子動力学法によるナノ多層薄膜の機械的特性の評価(13750077)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2001 - 2002
【研究代表者】梅野 宜崇 京都大学, 工学研究科, 講師 (40314231)
【キーワード】ナノ材料 / 薄膜 / 界面 / 原子構造 / 機械的特性 (他8件)
【概要】厚さ数nmの薄膜を積み重ねた多層薄膜が作成されており,デバイス材料への応用が期待されているため,その機械的特性の評価が求められている.量子力学に基づく厳密な解析手法である第一原理分子動力学法を用いて,ナノ多層薄膜の構造および機械的特性を明らかにすることが本研究の目的である. まず,薄膜における原子構造および原子間結合状態の基本的特性を明らかにするため,平面波基底ノルム保存擬ポテンシャル法による第一...
【工学】総合工学：第一原理計算 ／分子動力学を含む研究件
❏金属イオンを含有した亜臨界水による土壌粘土鉱物からのCs脱離に関する研究(18H03398)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】竹下 健二 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (80282870)
【キーワード】福島第一原子力発電所事故 / 汚染土壌 / 粘土鉱物 / 放射性セシウム / 分子動力学 (他11件)
【概要】亜臨界水中でのイオン交換現象は、粘土鉱物、特にバーミキュライトに強固に吸着しているCsを高速脱離させるのに大変有効である。しかしながらそのCsイオン交換機構は学術的に十分解明されていない。そこで本研究では亜臨界水イオン交換によるCsの脱離機構を分子動力学計算及び第一原理計算を使って明らかにし、その結果に基づいてCs脱離過程を輸送現象論の適用により数学モデル化した。実土壌処理を想定したイオン交換Cs...
❏第一原理に基づいた熱伝導解析によるバルク熱電変換素子の高性能化(23760178)
【研究テーマ】熱工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2011 - 2013
【研究代表者】塩見 淳一郎 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40451786)
【キーワード】熱電変換 / 熱伝導 / フォノン / 第一原理 / 格子動力学 (他7件)
【概要】本研究では，密度汎関数法，格子動力学法，分子動力学法，モンテカルロ法をシームレスに練成させたマルチスケールフォノン輸送解析ツールを開発し，単結晶，置換型合金結晶，ナノ構造化結晶などのバルク熱電変換材料のフォノンモードごとの熱輸送を解析することに成功した．鉛カルコゲナイド，ハーフホイスラー化合物，マグネシウムシリサイドなどの材料を対象として，まず単結晶について実験と比較して計算の妥当性を検証した上で...
❏生体反応の量子ハイブリッド分子動力学シミュレーション(21340108)
【研究テーマ】数理物理・物性基礎
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2009 - 2011
【研究代表者】舘野 賢 兵庫県立大学, 大学院・生命理学研究科, 教授 (40291926)
【キーワード】ハイブリッドQM/MM / 分子動力学 / RNA / タンパク質 (他14件)
【概要】本研究では,生物機能に不可欠な役割を果たしている重要な生体高分子に対して,ハイブリッドQM/MM分子動力学計算などを適用し,生体反応の機構を理論的に解析することによって,以下の成果を得た。すなわち,リボザイムにタンパク質が直接関与することによって酵素反応が生じる「ハイブリッド触媒」の発見,リパーゼの活性部位における新規のタンパク質・機能構造単位(Na電子の結合によるの発見,タンパク質内・物質輸送の...
【工学】総合工学：界面 ／分子動力学を含む研究件
❏高分子／固体界面原子間ポテンシャルの開発とトライボケミカル反応膜への応用(20K04173)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】泉 聡志 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (30322069)
【キーワード】分子動力学 / 界面 / 高分子
【概要】高分子／固体ハイブリッド界面ポテンシャルの開発と粘着剤への応用 2020年度に開発した界面ポテンシャルに、潤滑剤に含まれる主要な元素を追加した。合わせこみの手法は2020年度と同様である。具体的には、O-Fe-P-Zn-S系原子間ポテンシャルを開発し，ZnDTPトライボフィルムと酸化鉄との間のトライボケミカル反応を対象としたMD計算を行った．摺動による圧力やせん断応力，Fe原子の拡散によりリン酸鎖...
❏異種金属の接合強度発現機構の解明と新接合プロセスへの展開(26249099)
【研究テーマ】複合材料・表界面工学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】小関 敏彦 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (70361532)
【キーワード】異種金属 / 接合 / 固相接合 / 界面 / 界面強度 (他9件)
【概要】本研究は、構造体のマルチマテリアル化を可能にするために、異種金属の比較的低温での接合強度の発現機構を解明し、新たな異種金属接合の指針を導出することを目的としている。鋼と鋼、鋼とニッケルの中温での圧接、その後の等温保持の実験から、接合界面強度の発現は二段階であり、第一段階では圧接の接触面積はそのままで接合強度が増し、第二段階では接触面積が増すことによって接合強度が増すことがわかった。界面のひずみの解...
❏電子デバイスにおける分離可能な接合部形成(13450292)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2001 - 2002
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (10016438)
【キーワード】凝着 / 原子間力顕微鏡 / 超高真空 / 分子動力学 / 結合状態 (他8件)
【概要】我々が世界で初めて完成させた表面分析装置内における任意固体間の凝着力計測システムを利用し,厳密な可逆接合の可能性について,実験的・理論的検討を行った. 超高真空の表面分析装置内における固体間凝着力計測システムに組み込むことのできる,超高真空対応の変位・荷重制御システムを設計・試作した.ピエゾ素子を用いることにより,従来出来なかった荷重及び変位の制御が可能であるようなシステムとなった.さらに,それを...
【工学】総合工学：電解質水溶液 ／分子動力学を含む研究件
❏分子動力学法による電解質水溶液への水蒸気吸収過程に関する研究(11750154)
【研究テーマ】熱工学
【研究種目】奨励研究(A)
【研究期間】1999 - 2000
【研究代表者】大宮司 啓文 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 講師 (10302754)
【キーワード】吸着 / 吸収 / 気液界面 / 電解質水溶液 / ノーマルアルコール (他7件)
【概要】電解質水溶液表面に界面活性剤が吸着していると、水蒸気吸収の際に界面攪乱が発生し、水蒸気吸収量が飛躍的に増加する現象がある。マクロスケールでは一般に表面張力駆動流(マランゴニ効果)と説明されるが、どのような物質が効果的に界面攪乱を引き起こすか、あるいは攪乱に繋がる「揺らぎ」がどのようなメカニズムで発生するか等を明らかにするためには、分子スケールでの吸着の描像を明らかにすることが重要である。本研究にお...
❏高濃度電解質水溶液の分子構造と結晶化の抑制に関する分子動力学的研究(09650225)
【研究テーマ】熱工学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】1997 - 1998
【研究代表者】飛原 英治 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (00156613)
【キーワード】分子動力学 / 電解質水溶液 / 気液界面 / 溶解度 / 蒸気圧低下 (他12件)
【概要】本研究では分子動力学により吸収溶液として広く用いられている電解質水溶液の分子構造および結晶化の分子シミュレーションを行い,水溶液のミクロな構造を明らかにするとともに,分子レベルでの溶液の構造が吸収溶液として重要である溶解度,蒸気圧低下等とどのように結びつくかについて考えることを目的とする.希ガスのような単純液体の場合は定量的にも様々なことが明らかにされており,分子シミュレーションは計算機実験として...
【工学】総合工学：凝着 ／分子動力学を含む研究件
❏新しい接触・摩擦理論構築のためのマルチスケールシミュレータの開発(24360044)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】泉 聡志 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30322069)
【キーワード】マルチスケール解析 / 摩擦 / 凝着 / 樹脂 / 機械材料・材料力学 (他8件)
【概要】固体間摩擦はマルチスケールのラフネス（multi-asperity）が関与する複雑系の現象であることがわかってきている．本研究では，ラフネスのスケールをマクロ・メゾ・ナノの三つに領域に分け，それぞれのスケールのモデリングを統合するマルチスケールシミュレータを開発する．すなわち，マクロスケールのうねりには陽解法接触・摩擦有限要素法を，メゾスケールのフラクタル（セルフアフィン）なラフネスにはPerss...
❏電子デバイスにおける分離可能な接合部形成(13450292)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2001 - 2002
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (10016438)
【キーワード】凝着 / 原子間力顕微鏡 / 超高真空 / 分子動力学 / 結合状態 (他8件)
【概要】我々が世界で初めて完成させた表面分析装置内における任意固体間の凝着力計測システムを利用し,厳密な可逆接合の可能性について,実験的・理論的検討を行った. 超高真空の表面分析装置内における固体間凝着力計測システムに組み込むことのできる,超高真空対応の変位・荷重制御システムを設計・試作した.ピエゾ素子を用いることにより,従来出来なかった荷重及び変位の制御が可能であるようなシステムとなった.さらに,それを...
❏無加熱・無加圧による超精密接合システムの試作(10555244)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1998 - 1999
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016438)
【キーワード】凝着 / 原子間力顕微鏡 / 超高真空 / 分子動力学 / 結合状態 (他16件)
【概要】我々は,超高真空容器内で固体表面をイオンスパッターし,表面から十数原子層の元素分析および価電子状態分析で吸着元素の影響の無いことを確認した後,固体間に働く力を計測してきた.その結果,ほとんどの材料が,無加熱・無加圧で接合できる実験的事実を示してきた.また,そのためのクライテリオンを物性値と表面荒さの関数として表せることを示してきた.そこで本研究では,それらの成果を利用して,平方ミリメーターオーダー...
【工学】総合工学：結晶 ／分子動力学を含む研究件
❏エントロピー誘起相互作用による自己組織化ソフトマテリアルの創製(20K05623)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2020-04-01 - 2025-03-31
【研究代表者】浅井 誠 慶應義塾大学, グローバルリサーチインスティテュート(三田), 特任教授 (80609941)
【キーワード】コロイド / ナノ粒子 / 高分子 / 自己組織化 / 分子動力学 (他10件)
【概要】フォトニック結晶の分野では、自発的に形成される様々な結晶構造を実現するためのフレームを開発することが中心的な課題の1つとなっている。特に簡単な方法として、コロイド結晶を用いる方法があるが、コロイド結晶のバリエーションは限られており、その構造は壊れやすい。そこで、本研究では強靭な結晶構造を形成する可能性を持つPGNPに着目する。具体的には、本研究では高分子グラフトナノ粒子（PGNP）の多形構造を予測...
❏高濃度電解質水溶液の分子構造と結晶化の抑制に関する分子動力学的研究(09650225)
【研究テーマ】熱工学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】1997 - 1998
【研究代表者】飛原 英治 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (00156613)
【キーワード】分子動力学 / 電解質水溶液 / 気液界面 / 溶解度 / 蒸気圧低下 (他12件)
【概要】本研究では分子動力学により吸収溶液として広く用いられている電解質水溶液の分子構造および結晶化の分子シミュレーションを行い,水溶液のミクロな構造を明らかにするとともに,分子レベルでの溶液の構造が吸収溶液として重要である溶解度,蒸気圧低下等とどのように結びつくかについて考えることを目的とする.希ガスのような単純液体の場合は定量的にも様々なことが明らかにされており,分子シミュレーションは計算機実験として...
【工学】総合工学：原子間力顕微鏡 ／分子動力学を含む研究件
❏電子デバイスにおける分離可能な接合部形成(13450292)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2001 - 2002
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (10016438)
【キーワード】凝着 / 原子間力顕微鏡 / 超高真空 / 分子動力学 / 結合状態 (他8件)
【概要】我々が世界で初めて完成させた表面分析装置内における任意固体間の凝着力計測システムを利用し,厳密な可逆接合の可能性について,実験的・理論的検討を行った. 超高真空の表面分析装置内における固体間凝着力計測システムに組み込むことのできる,超高真空対応の変位・荷重制御システムを設計・試作した.ピエゾ素子を用いることにより,従来出来なかった荷重及び変位の制御が可能であるようなシステムとなった.さらに,それを...
❏無加熱・無加圧による超精密接合システムの試作(10555244)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1998 - 1999
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016438)
【キーワード】凝着 / 原子間力顕微鏡 / 超高真空 / 分子動力学 / 結合状態 (他16件)
【概要】我々は,超高真空容器内で固体表面をイオンスパッターし,表面から十数原子層の元素分析および価電子状態分析で吸着元素の影響の無いことを確認した後,固体間に働く力を計測してきた.その結果,ほとんどの材料が,無加熱・無加圧で接合できる実験的事実を示してきた.また,そのためのクライテリオンを物性値と表面荒さの関数として表せることを示してきた.そこで本研究では,それらの成果を利用して,平方ミリメーターオーダー...
❏接合と分離における厳密な可逆過程の可能性-材料リサイクルのための基礎研究-(10450267)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1998 - 1999
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016438)
【キーワード】凝着 / 原子間力顕微鏡 / 超高真空 / 分子動力学 / 結合状態 (他8件)
【概要】ゼロエミッションもしくは素材のリサイクルのために,固体間凝着現象において,厳密な可逆接合が可能となるか否かについて,実験的・理論的検討を行った.実験的検討には,我々が世界で初めて完成させた表面分析装置内における任意固体間の凝着力計測システムを利用した.理論的検討としては,連続体近似理論および修正埋め込み原子法を用いた数値計算によって検討した. 固体間凝着力が発生する系で弾性変形領域で凝着実験を行い...
【工学】総合工学：石油増進回収 ／分子動力学を含む研究件
❏低濃度塩水石油増進回収法のナノスケールメカニズムの解明とその効率化(16K06925)
【研究テーマ】地球・資源システム工学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】Liang Yunfeng 東京大学, 人工物工学研究センター, 特任准教授 (70565522)
【キーワード】石油増進回収法 / 低濃度塩水 / ナノスケール / 分子動力学 / X-Ray CTR (他10件)
【概要】本研究では塩濃度を変化させたときの鉱物表面上における油の吸着構造を探り、低濃度塩水による石油増進回収法(EOR)メカニズムを分子レベルから明らかにすることを目的としてX線CTR散乱法測定、分子動力学シミュレーション、濡れ性測定を行った。 その結果、粘土鉱物を多く含む砂岩貯留層の場合、高pH条件で酸性油と鉱物の間にカチオン架橋構造を形成することによって酸性油が吸着し、特に二価のCa2+イオンが本質的...
❏ナノジオサイエンスに立脚した原油増進回収技術の研究(24246148)
【研究テーマ】地球・資源システム工学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2012-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】松岡 俊文 京都大学, インフラシステムマネジメント研究拠点ユニット, 研究員 (10303851)
【キーワード】ナノジオサイエンス / 石油増進回収 / Spring-8 / アスファルテン / 格子ボルツマン法 (他24件)
【概要】ナノジオサイエンスを用いて原油の分子モデルであるディジタルオイルの概念を確立した。これを国内油田に適応し、アスファルテンの凝固問題に対して対応策の提案を行い、さらに重質油に対してもディジタルオイルモデルを構築し、温度・圧力による粘度の変化を推定した。また低濃度塩水攻法の油回収機構の解明のため、白雲母とオレイン酸の油-鉱物二相界面に対して、Spring-8において塩水の注入前後においてX線CTR散乱...
【工学】総合工学：吸着 ／分子動力学を含む研究件
❏表面改質から潤滑膜固定まで連続したナノ表面処理システムの開発(17206015)
【研究テーマ】設計工学・機械機能要素・トライボロジー
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2005 - 2007
【研究代表者】加藤 孝久 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (60152716)
【キーワード】ナノ潤滑膜 / 表面改質 / ダイヤモンドライクカーボン / 自己組織化単分子膜 / 真空蒸着 (他9件)
【概要】ナノスケールの有機分子膜はナノインプリント、MEMS,磁気ディスクドライブなどのマイクロ・ナノシステムにおいて、摩擦摩耗特性、耐食性、離型性などを改善するために用いられている.有機分子保護膜を用いてマイクロ・ナノシステムを長寿命化するためには、有機分子と固体表面とで強い吸着性が必要である.有機分子と固体表面との吸着特性は、固体表面における吸着サイトの面密度に依存しており、固体表面の制御が重要因子で...
❏分子動力学法による電解質水溶液への水蒸気吸収過程に関する研究(11750154)
【研究テーマ】熱工学
【研究種目】奨励研究(A)
【研究期間】1999 - 2000
【研究代表者】大宮司 啓文 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 講師 (10302754)
【キーワード】吸着 / 吸収 / 気液界面 / 電解質水溶液 / ノーマルアルコール (他7件)
【概要】電解質水溶液表面に界面活性剤が吸着していると、水蒸気吸収の際に界面攪乱が発生し、水蒸気吸収量が飛躍的に増加する現象がある。マクロスケールでは一般に表面張力駆動流(マランゴニ効果)と説明されるが、どのような物質が効果的に界面攪乱を引き起こすか、あるいは攪乱に繋がる「揺らぎ」がどのようなメカニズムで発生するか等を明らかにするためには、分子スケールでの吸着の描像を明らかにすることが重要である。本研究にお...
【工学】総合工学：分子シミュレーション ／分子動力学を含む研究件
❏大規模量子化学計算に基づく階層的シミュレーションシステムの開発と応用(22K12064)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2022-04-01 - 2025-03-31
【研究代表者】西村 好史 早稲田大学, 理工学術院, 次席研究員(研究院講師) (10778103)
【キーワード】計算化学 / 量子化学 / 分子動力学 / 分子シミュレーション / 並列計算
【概要】
❏水の量子化学効果を取り込んだ自由エネルギー計算の開発と応用(20K03885)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】渡邉 宙志 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任講師 (20767199)
【キーワード】水素イオン / プロトン輸送 / 分子動力学 / 量子化学計算 / 溶媒和効果 (他9件)
【概要】プロトン移動は、我々に非常に馴染みが深く重要な現象であるにも関わらず、分子シミュレーションでは最も取り扱いが難しい問題である。なぜなら一般的にバルクのような巨大な系を扱う際、量子力学(QM)と分子力学(MM)的モデルを組み合わせたQM/MM法を用いてターゲットの分子のみにQMモデルを適用し計算コストを落とすのが一般的であるが、第一にプロトンはグロータス機構で説明されるように、水分子との共有結合の生...
❏生命科学・創薬科学を指向した分子ダイナミクス分類理論の構築(15KT0103)
【研究テーマ】連携探索型数理科学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2015-07-10 - 2020-03-31
【研究代表者】山下 雄史 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任准教授 (50615622)
【キーワード】分子動力学シミュレーション / 分子生物学 / 数理科学 / 計算幾何学 / 時系列解析 (他17件)
【概要】計算機が進歩したことで、近年、生体分子の分子動力学シミュレーションを大規模におこなうことができるようになった。本研究では、分子動力学シミュレーションから数理科学的手法でダイナミクスの様々な特徴を抽出する手法を考案した。例えば、skeletal coreの概念を使うことで、解析の中で見かけの運動が現れてしまう効果を抑えることができるようになった。また、特異スペクトル変換法をおこなうことで運動の変化を...
【工学】総合工学：ひずみ ／分子動力学を含む研究件
❏第一原理分子動力学法によるカーボンナノチューブの機械的・電気的特性解析(13875022)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】萌芽研究
【研究期間】2001 - 2002
【研究代表者】北村 隆行 京都大学, 工学研究科, 教授 (20169882)
【キーワード】カーボンナノチューブ / 第一原理 / 分子動力学 / 機械的特性 / 電子構造 (他8件)
【概要】電子レベルのシミュレーションによって、カーボンナノチューブの機械的負荷による変形特性を解析するとともに、その変形に起因した電子構造を明らかにして、電気的特性の変形依存性を明らかにすることを目的としている。 まず、擬ポテンシャル法に基づく電子密度分布の詳細解析との比較より、タイトバインディング法による変形解析の有効性を明らかにした。また、これに基づいて、ジグザグ型とアームチェア型単層カーボンナノチュ...
❏フレキシブルモルファスシリコン太陽電池モジュールの薄膜積層構造の耐久性向上(09650088)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】1997 - 1998
【研究代表者】中村 春夫 東京工業大学, 工学部, 助教授 (40134829)
【キーワード】界面 / 水素拡散 / 破壊 / 変形 / 分子動力学 (他11件)
【概要】アモルファスシリコン(α-Si)太陽電池のフレキシブルモジュールなど数10nm〜数100nmの多層薄膜電極の界面は,高温・高湿状態で界面剥離を生じる可能性があり,薄膜電極の剥離・断線による電気的特性劣化が懸念されるので,耐環境性や強度特性試験が実施されている.界面剥離を生じる力学的環境としては,製膜時の残留応力,環境温度変化に伴う熱応力,応力集中が挙げられる.加えて,屋外環境で使用されるモジュール...
【工学】総合工学：界面強度 ／分子動力学を含む研究件
❏異種金属の接合強度発現機構の解明と新接合プロセスへの展開(26249099)
【研究テーマ】複合材料・表界面工学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】小関 敏彦 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (70361532)
【キーワード】異種金属 / 接合 / 固相接合 / 界面 / 界面強度 (他9件)
【概要】本研究は、構造体のマルチマテリアル化を可能にするために、異種金属の比較的低温での接合強度の発現機構を解明し、新たな異種金属接合の指針を導出することを目的としている。鋼と鋼、鋼とニッケルの中温での圧接、その後の等温保持の実験から、接合界面強度の発現は二段階であり、第一段階では圧接の接触面積はそのままで接合強度が増し、第二段階では接触面積が増すことによって接合強度が増すことがわかった。界面のひずみの解...
❏材料の強度と破壊に関するメゾスコピックモデルの構築(08044131)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】国際学術研究
【研究期間】1996 - 1998
【研究代表者】青木 繁 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 教授 (90016436)
【キーワード】破壊 / 損傷 / メゾスコピック / 計算機シミュレーション / 不均質材料 (他8件)
【概要】本研究は,日米中仏の4ヶ国の研究者の共同研究により実施するのもので,材料の破壊プロセスにおける微視的な内部構造変化について総合的に検討するとともに,それらを踏まえたメゾスコピック材料モデルを構築することを目的とする.すなわち,本研究では,原子レベルならびにナノレベルにおける微視的アプローチ,不均質材料,材料界面,高分子材料,複合材料の損傷・破壊モデルの検討,および,衝撃荷重や環境など外因の影響を踏...
❏分子動力学を用いた微視的離散モデルに基づく材料強度評価システムの開発(03452108)
【研究テーマ】材料力学
【研究種目】一般研究(B)
【研究期間】1991 - 1993
【研究代表者】奥田 洋司 (1993) 東京大学, 工学部, 講師 (90224154)
【キーワード】分子動力学 / 微視的破壊力学 / 材料強度 / 界面強度 / Si結晶 (他10件)
【概要】(1)接合材界面き裂の挙動をシミュレーションするに際し、マクロな材料物性(ヤング率およびポアソン比)を再現する原子間ポテンシャルを2次元3角形格子状の原子配置のもとで作成した。また、境界条件として線形弾性論によって得られる特異解を用い、凖静的な荷重負荷状態における原子配置を計算するための分子動力学解析プログラムを開発した。金属(Cu)-セラミックス(Si3N4)接合材を想定し、開口モード、界面強度...
【工学】総合工学：複合材料 ／分子動力学を含む研究件
❏革新的合成法による無撚CNT繊維強化複合材料の創成と高強度化(18H01341)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】川田 宏之 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20177702)
【キーワード】カーボンナノチューブ / 強度特性 / CVD法 / 強度発現メカニズム / 分子間力 (他14件)
【概要】本研究では高強度無撚CNT糸の創製を目的とし，これまでにCNTの合成条件検討やCNT紡績糸作製条件の最適化，ポリマー含浸（PAA/DMSO処理）による無撚CNT糸の高強度化を行い，無撚CNT糸の機械的特性の向上を検討した．また，薄層・細径なCNTを原料として，基板法から得られるCNT紡績糸の強度ならびに湿式紡績手法により作製されたCNT 糸の各種物性値評価及び高強度化のための処理条件検討を行った．...
❏高密度化無撚CNT糸を用いた革新的超軽量高強度複合材料の開発(15H03895)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】川田 宏之 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20177702)
【キーワード】カーボンナノチューブ / 黒鉛化処理 / ポリマー複合 / 分子動力学 / 強度評価 (他15件)
【概要】本研究ではCNT単体の優れた機械的特性が十分に発揮された革新的高強度CNT糸の創製を目的とし，乾式紡績法で作製した無撚CNT糸の高強度化を行った．糸を構成するCNT単体の強度評価および分子動力学解析によるCNT間相互作用力の評価によって，CNT糸の高強度化にはCNT単体の高強度化とCNT間の荷重伝達効率の向上が必要であることを明らかにした．また，それに基づいて黒鉛化処理によるCNTの高純度化，CN...
【工学】総合工学：カーボンナノチューブ ／分子動力学を含む研究件
❏小区分18010:材料力学および機械材料関連(0)
【研究テーマ】2018
【研究種目】カーボンナノチューブ
【研究期間】強度特性
【研究代表者】CVD法
【キーワード】強度発現メカニズム
【概要】同位体ラベリング手法を用いた単一単層CNTの成長時間変化の観察手法を確立し，触媒還元，水蒸気処理，アセチレン添加などの単層CNTの成長開始時間遅延と成長速度への影響を単一単層CNTレベルで明らかとした．さらにシリコン基板の微細加工により作製したTEMグリッドを用いた透過型電子顕微鏡（TEM）による触媒金属と単層CNTの観察および分子動力学（MD）法による単層CNT成長のシミュレーションを組み合わせ...
❏カーボンナノチューブの熱電特性マルチスケール解析(20K14661)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】大西 正人 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任助教 (30782560)
【キーワード】カーボンナンチューブ / 熱電変換 / フォノン / Van der Waals力 / カーボンナノチューブ (他9件)
【概要】カーボンナノチューブ（CNT）ネットワーク全体における熱輸送ではCNT同士の接触部分におけるフォノン散乱が大きな散乱因子となる。また近年実験からも明らかになってきたように、CNTはバンドル化することにより大きく熱伝導率が低下する、つまりCNT同士の面間相互作用によりフォノンが強く散乱される。CNT同士の接触部や面間相互作用の影響はこれまでにも分子動力学法や原子グリーン関数法などにより理論的に研究さ...
❏革新的合成法による無撚CNT繊維強化複合材料の創成と高強度化(18H01341)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】川田 宏之 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20177702)
【キーワード】カーボンナノチューブ / 強度特性 / CVD法 / 強度発現メカニズム / 分子間力 (他14件)
【概要】本研究では高強度無撚CNT糸の創製を目的とし，これまでにCNTの合成条件検討やCNT紡績糸作製条件の最適化，ポリマー含浸（PAA/DMSO処理）による無撚CNT糸の高強度化を行い，無撚CNT糸の機械的特性の向上を検討した．また，薄層・細径なCNTを原料として，基板法から得られるCNT紡績糸の強度ならびに湿式紡績手法により作製されたCNT 糸の各種物性値評価及び高強度化のための処理条件検討を行った．...
【工学】総合工学：破壊 ／分子動力学を含む研究件
❏フレキシブルモルファスシリコン太陽電池モジュールの薄膜積層構造の耐久性向上(09650088)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】1997 - 1998
【研究代表者】中村 春夫 東京工業大学, 工学部, 助教授 (40134829)
【キーワード】界面 / 水素拡散 / 破壊 / 変形 / 分子動力学 (他11件)
【概要】アモルファスシリコン(α-Si)太陽電池のフレキシブルモジュールなど数10nm〜数100nmの多層薄膜電極の界面は,高温・高湿状態で界面剥離を生じる可能性があり,薄膜電極の剥離・断線による電気的特性劣化が懸念されるので,耐環境性や強度特性試験が実施されている.界面剥離を生じる力学的環境としては,製膜時の残留応力,環境温度変化に伴う熱応力,応力集中が挙げられる.加えて,屋外環境で使用されるモジュール...
❏材料の強度と破壊に関するメゾスコピックモデルの構築(08044131)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】国際学術研究
【研究期間】1996 - 1998
【研究代表者】青木 繁 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 教授 (90016436)
【キーワード】破壊 / 損傷 / メゾスコピック / 計算機シミュレーション / 不均質材料 (他8件)
【概要】本研究は,日米中仏の4ヶ国の研究者の共同研究により実施するのもので,材料の破壊プロセスにおける微視的な内部構造変化について総合的に検討するとともに,それらを踏まえたメゾスコピック材料モデルを構築することを目的とする.すなわち,本研究では,原子レベルならびにナノレベルにおける微視的アプローチ,不均質材料,材料界面,高分子材料,複合材料の損傷・破壊モデルの検討,および,衝撃荷重や環境など外因の影響を踏...
【工学】総合工学：機械材料・材料力学 ／分子動力学を含む研究件
❏高密度化無撚CNT糸を用いた革新的超軽量高強度複合材料の開発(15H03895)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】川田 宏之 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20177702)
【キーワード】カーボンナノチューブ / 黒鉛化処理 / ポリマー複合 / 分子動力学 / 強度評価 (他15件)
【概要】本研究ではCNT単体の優れた機械的特性が十分に発揮された革新的高強度CNT糸の創製を目的とし，乾式紡績法で作製した無撚CNT糸の高強度化を行った．糸を構成するCNT単体の強度評価および分子動力学解析によるCNT間相互作用力の評価によって，CNT糸の高強度化にはCNT単体の高強度化とCNT間の荷重伝達効率の向上が必要であることを明らかにした．また，それに基づいて黒鉛化処理によるCNTの高純度化，CN...
❏新しい接触・摩擦理論構築のためのマルチスケールシミュレータの開発(24360044)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】泉 聡志 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30322069)
【キーワード】マルチスケール解析 / 摩擦 / 凝着 / 樹脂 / 機械材料・材料力学 (他8件)
【概要】固体間摩擦はマルチスケールのラフネス（multi-asperity）が関与する複雑系の現象であることがわかってきている．本研究では，ラフネスのスケールをマクロ・メゾ・ナノの三つに領域に分け，それぞれのスケールのモデリングを統合するマルチスケールシミュレータを開発する．すなわち，マクロスケールのうねりには陽解法接触・摩擦有限要素法を，メゾスケールのフラクタル（セルフアフィン）なラフネスにはPerss...
❏長時間スケールの解析を可能にする位相空間サンプリング分子動力学法の開発(20360051)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2008 - 2010
【研究代表者】泉 聡志 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (30322069)
【キーワード】機械材料・材料力学 / 分子動力学 / マルチスケール解析 / 転位 / 加速分子動力学
【概要】分子動力学で取り扱えない長時間スケールの解析を可能とする位相空間サンプリング分子動力学法を開発した。開発した手法をベースとした転位の反応経路解析を、単結晶シリコンの転位生成メカニズムにおいて長年論争があったシリコンの転位のShuffle-Glide論争へ適用した。結果、高温・低応力でGlide-set転位が、低温・高応力でShuffle-set転位が発生することを示し、半導体、MEMS分野へ応用し...
【工学】総合工学：ナノ材料 ／分子動力学を含む研究件
❏高密度化無撚CNT糸を用いた革新的超軽量高強度複合材料の開発(15H03895)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】川田 宏之 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20177702)
【キーワード】カーボンナノチューブ / 黒鉛化処理 / ポリマー複合 / 分子動力学 / 強度評価 (他15件)
【概要】本研究ではCNT単体の優れた機械的特性が十分に発揮された革新的高強度CNT糸の創製を目的とし，乾式紡績法で作製した無撚CNT糸の高強度化を行った．糸を構成するCNT単体の強度評価および分子動力学解析によるCNT間相互作用力の評価によって，CNT糸の高強度化にはCNT単体の高強度化とCNT間の荷重伝達効率の向上が必要であることを明らかにした．また，それに基づいて黒鉛化処理によるCNTの高純度化，CN...
❏第一原理分子動力学法によるナノ多層薄膜の機械的特性の評価(13750077)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2001 - 2002
【研究代表者】梅野 宜崇 京都大学, 工学研究科, 講師 (40314231)
【キーワード】ナノ材料 / 薄膜 / 界面 / 原子構造 / 機械的特性 (他8件)
【概要】厚さ数nmの薄膜を積み重ねた多層薄膜が作成されており,デバイス材料への応用が期待されているため,その機械的特性の評価が求められている.量子力学に基づく厳密な解析手法である第一原理分子動力学法を用いて,ナノ多層薄膜の構造および機械的特性を明らかにすることが本研究の目的である. まず,薄膜における原子構造および原子間結合状態の基本的特性を明らかにするため,平面波基底ノルム保存擬ポテンシャル法による第一...
【工学】総合工学：構造解析 ／分子動力学を含む研究件
❏生命科学・創薬科学を指向した分子ダイナミクス分類理論の構築(15KT0103)
【研究テーマ】連携探索型数理科学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2015-07-10 - 2020-03-31
【研究代表者】山下 雄史 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任准教授 (50615622)
【キーワード】分子動力学シミュレーション / 分子生物学 / 数理科学 / 計算幾何学 / 時系列解析 (他17件)
【概要】計算機が進歩したことで、近年、生体分子の分子動力学シミュレーションを大規模におこなうことができるようになった。本研究では、分子動力学シミュレーションから数理科学的手法でダイナミクスの様々な特徴を抽出する手法を考案した。例えば、skeletal coreの概念を使うことで、解析の中で見かけの運動が現れてしまう効果を抑えることができるようになった。また、特異スペクトル変換法をおこなうことで運動の変化を...
❏数千程度の分子量を有する分子の構造解析に関する研究(01303013)
【研究テーマ】結晶学
【研究種目】総合研究(A)
【研究期間】1989 - 1991
【研究代表者】藤原 隆二 島根大学, 理学部, 教授 (10028847)
【キーワード】中分子のX線構造解析 / X線解析法 / 結晶構造解析 / 分子力学計算 / 分子動力学計算 (他16件)
【概要】芦田,安岡,甲斐,竹中博士はタンパク質のX線構造解析の手法を数千程度の分子量を有する分子に適用し,低分解能フ-リエ図の改良法を確立し,シンクロトロン放射光を用いた多波長異常分散法の有効性,分子置換法プログラム"MERLOT"の有効性を示した。藤井博士はオリゴヌクレオチドのX線解析における"MERLOT"の有効性と,構造精密化における分子動力学計算プログラム"...
【工学】総合工学：シミュレーション ／分子動力学を含む研究件
❏タンパク質界面の複雑ダイナミクスの解析：機械学習とMD計算に基づく新手法の開拓(18K05025)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】山下 雄史 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任准教授 (50615622)
【キーワード】分子動力学 / 機械学習 / シミュレーション / 分子動力学シミュレーション / 古典力学 (他11件)
【概要】機械学習技術の発展により、人工知能は画像認識やチェスや囲碁などの分野において人間の知能を凌駕するようになってきた。近年、AlphaFoldのような先進的なタンパク質構造予測技術においても、機械学習が中心的な役割を担っている。本研究では、こうした機械学習技術を分子科学に導入することによって、タンパク質間に見られる重要なダイナミクス現象を解き明かしていくことを目指している。 これまでの研究で、基本的な...
❏study of low-immunogenic monomeric streptavidin(25640088)
【研究テーマ】腫瘍治療学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2013-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】土居 洋文 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任教授 (80403335)
【キーワード】テトラマー / モノマー / 巻き戻し / ビオチン結合 / 分子動力学 (他11件)
【概要】低免疫原性ストレプトアビジンLISA314をベースにモノマー化を試みた。変更箇所はLISA314のテトラマー界面、ダイマー界面における疎水性のアミノ酸をThrもしくはSerの水溶性のアミノ酸に置換した。また、120TrpをGlyに置換した。これらの変異を導入した遺伝子（Hisタグ付き）を人工的に合成し、大腸菌で発現精製してLISA314モノマーを獲得した。ビオチンとの結合力をビアコアを用いて測定し...
❏スリット型・チューブ型細孔に閉じ込められた分子挙動の解析(24360084)
【研究テーマ】熱工学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40306874)
【キーワード】分子シミュレーション / スリット型細孔 / チューブ型細孔 / 相転移 / 相図 (他12件)
【概要】近年の微細加工技術の向上により，高活性炭素繊維や粘土層間架橋体などのナノスケールの細孔をもつ物質がつくりだされており，その細孔内に分子を閉じ込めて得られる性質を利用した様々な応用が考えられている．本研究は，分子レベルでのシミュレーションを用いて，平板間に挟まれたよう系に代表されるスリット型の細孔およびカーボンナノチューブの系に代表されるチューブ型の細孔内に閉じ込められた物質の性質を調べた． ...
【工学】総合工学：マルチスケール解析 ／分子動力学を含む研究件
❏新しい接触・摩擦理論構築のためのマルチスケールシミュレータの開発(24360044)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】泉 聡志 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30322069)
【キーワード】マルチスケール解析 / 摩擦 / 凝着 / 樹脂 / 機械材料・材料力学 (他8件)
【概要】固体間摩擦はマルチスケールのラフネス（multi-asperity）が関与する複雑系の現象であることがわかってきている．本研究では，ラフネスのスケールをマクロ・メゾ・ナノの三つに領域に分け，それぞれのスケールのモデリングを統合するマルチスケールシミュレータを開発する．すなわち，マクロスケールのうねりには陽解法接触・摩擦有限要素法を，メゾスケールのフラクタル（セルフアフィン）なラフネスにはPerss...
❏長時間スケールの解析を可能にする位相空間サンプリング分子動力学法の開発(20360051)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2008 - 2010
【研究代表者】泉 聡志 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (30322069)
【キーワード】機械材料・材料力学 / 分子動力学 / マルチスケール解析 / 転位 / 加速分子動力学
【概要】分子動力学で取り扱えない長時間スケールの解析を可能とする位相空間サンプリング分子動力学法を開発した。開発した手法をベースとした転位の反応経路解析を、単結晶シリコンの転位生成メカニズムにおいて長年論争があったシリコンの転位のShuffle-Glide論争へ適用した。結果、高温・低応力でGlide-set転位が、低温・高応力でShuffle-set転位が発生することを示し、半導体、MEMS分野へ応用し...
【農学】農芸化学：イントロン ／分子動力学を含む研究件
❏タンパク質モジュールとエクソンとの対応の普遍性(08458205)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1996 - 1998
【研究代表者】郷 通子 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70037290)
【キーワード】モジュール / イントロン / エクソンかき混ぜ / イントロンの起源 / キシラナーゼ (他13件)
【概要】立体構造既知の蛋白質のすべてをモジュールに分解し、モジュール境界と遺伝子上のイントロンの位置との対応を統計的に調べ、モジュール境界とイントロンの対応がタンパク質に普遍的に成り立つ事実であることを明らかにすることが本研究の目的であった。 本研究で完成したモジュール全自動同定法を使って、立体構造が既知であって原子座標が公開されているすべてのタンパク質をモジュールに分類した。最終的に50を越える多数のタ...
❏タンパク質モジュールの分類(06454664)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】一般研究(B)
【研究期間】1994 - 1995
【研究代表者】郷 通子 名古屋大学, 理学部, 教授 (70037290)
【キーワード】モジュール / イントロン / エクソンかき混ぜ / タンパク質立体構造 / 機能部品 (他12件)
【概要】イントロンはタンパク質の部品「モジュール」の境界によく対応していることから、分子進化において、モジュールが「かき混ぜられた」基本構造部品であることが明らかになってきた。本研究の目的はモジュールを分類し、機能の異なるタンパク質間の共有されるモジュールを明らかにすることであった。本研究の成果はモジュールを分類できる見通しが得られ、すでにモジュールの一部分がカタログ化できたことである。モジュール図鑑の電...
【農学】境界農学：表面構造 ／分子動力学を含む研究件
❏微小電流領域における放電プラズマの安定限界-微小プラズマ加工の可能性-(11875155)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】萌芽的研究
【研究期間】1999
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016438)
【キーワード】ろう付 / はんだ付け / ぬれ / 分子動力学 / 結合状態 (他8件)
【概要】ぬれ現象に対し表面エネルギーの値は極めて重要であることが判明した.ぬれ領域の先端にはハロ領域があり,ぬれ現象の解明には真の表面エネルギーの値が必要となった.信頼できる表面エネルギーの値を実験的に求めるのが難しい.分担者が中心となり,分子(動)力学等に使用される原子間ポテンシャルの決定方法であるMEAM(Modified Embedded Atom Method)の表面問題への適応を検討した.具体的...
❏単結晶理想表面に対する液体純金属のぬれ現象その場観察(10875142)
【研究テーマ】材料加工・処理
【研究種目】萌芽的研究
【研究期間】1998
【研究代表者】恩澤 忠男 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016438)
【キーワード】ろう付 / はんだ付け / ぬれ / 分子動力学 / 結合状態 (他8件)
【概要】分担者高橋が中心となり,分子(動)力学等に使用される原子間ポテンシャルの決定方法であるMEAM(Modified Embedded Atom Method)の表面問題への適応を検討した.具体的には,走査型トンネル電子顕微鏡や低速電子線回折などによって計測された固体表面原子の配列とMEAMによるポテンシャルから推定される配列を比較した.検討は,面心立方格子(FCC)構造,体心立方(BCC)構造,単純...
【医歯薬学】外科系臨床医学：酵素反応 ／分子動力学を含む研究件
❏アルカン合成関連酵素の構造ゆらぎ制御に基づく遷移状態制御(15KT0139)
【研究テーマ】遷移状態制御
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2015-07-10 - 2018-03-31
【研究代表者】新井 宗仁 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (90302801)
【キーワード】タンパク質 / 酵素反応 / 分子動力学 / NMR / バイオエネルギー
【概要】最近、酵素反応における遷移状態の形成には酵素のグローバルな構造変化が必要であり、これが触媒反応の律速段階となることが明らかとなってきた。そこで本研究では、バイオエネルギー生産に重要な酵素AARとADOをモデルとして用い、分子動力学シミュレーション（理論）とNMR緩和測定（実験）によって酵素の構造揺らぎを検出した。次に、酵素の構造揺らぎを制御する上で重要なアミノ酸残基を探索し、それらの部位に変異を導...
❏生体反応の量子ハイブリッド分子動力学シミュレーション(21340108)
【研究テーマ】数理物理・物性基礎
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2009 - 2011
【研究代表者】舘野 賢 兵庫県立大学, 大学院・生命理学研究科, 教授 (40291926)
【キーワード】ハイブリッドQM/MM / 分子動力学 / RNA / タンパク質 (他14件)
【概要】本研究では,生物機能に不可欠な役割を果たしている重要な生体高分子に対して,ハイブリッドQM/MM分子動力学計算などを適用し,生体反応の機構を理論的に解析することによって,以下の成果を得た。すなわち,リボザイムにタンパク質が直接関与することによって酵素反応が生じる「ハイブリッド触媒」の発見,リパーゼの活性部位における新規のタンパク質・機能構造単位(Na電子の結合によるの発見,タンパク質内・物質輸送の...
【医歯薬学】薬学：フォールデイング ／分子動力学を含む研究件
❏ミニ蛋白質に共通するフォールディング機構の解明(19770126)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2007 - 2008
【研究代表者】寺田 透 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 特任准教授 (40359641)
【キーワード】フォールディング / 分子動力学 / ミニ蛋白質 / マルチカノニカル / Trp-cage (他7件)
【概要】本年度は、20残基のミニ蛋白質Trp-cage(配列はNLYIQWLKDGGPSSGRPPPS)を研究対象として選定した。この蛋白質は水溶液中でTrp6を囲むかご状の構造をとる。4残基異なる変異体TC3b(配列はNLFIEWLKNGGPSSGAPPPS)はこのかご状の構造をとる確率が低くなることが知られている。そこで、マルチカノニカル分子動力学シミュレーションを用いて野生型、変異体について自由エネ...
❏高圧温度ジャンプ法と計算機シミュレーションによるタンパク質フォールディング研究(12480197)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2000 - 2002
【研究代表者】桑島 邦博 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (70091444)
【キーワード】フォールディング / 温度ジャンプ法 / 分子動力学 / スタフィロコッカル・ヌクレアーゼ / α-ラクトアルブミン (他13件)
【概要】蛋白質フォールディング機構解明を目指して、以下の二点に関する研究を行った。(1)球状蛋白質の巻き戻り速度過程をマイクロ秒からミリ秒の時間域で追跡することを目的として、高圧条件下でのジュール熱方式温度ジャンプ装置を開発、装置の性能を改良、検討した。(2)蛋白質のフォールディング過程の原子レベルでの記述を目的として、分子動力学法による高温下(400〜600K)でのアンフォールディング・シミュレーション...
【医歯薬学】薬学：核磁気共鳴(NMR) ／分子動力学を含む研究件
❏アルカン合成関連酵素の構造ゆらぎ制御に基づく遷移状態制御(15KT0139)
【研究テーマ】遷移状態制御
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2015-07-10 - 2018-03-31
【研究代表者】新井 宗仁 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (90302801)
【キーワード】タンパク質 / 酵素反応 / 分子動力学 / NMR / バイオエネルギー
【概要】最近、酵素反応における遷移状態の形成には酵素のグローバルな構造変化が必要であり、これが触媒反応の律速段階となることが明らかとなってきた。そこで本研究では、バイオエネルギー生産に重要な酵素AARとADOをモデルとして用い、分子動力学シミュレーション（理論）とNMR緩和測定（実験）によって酵素の構造揺らぎを検出した。次に、酵素の構造揺らぎを制御する上で重要なアミノ酸残基を探索し、それらの部位に変異を導...
❏凍上現象のメカニズムに関する実験的研究(05680353)
【研究テーマ】自然災害科学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1993 - 1994
【研究代表者】石崎 武志 北海道大学, 低温科学研究所, 助手 (80212877)
【キーワード】凍上現象 / 不凍水 / 氷晶析出 / アイスレンズ / NMR (他6件)
【概要】凍上現象のメカニズムを明らかにする目的で、本研究では、凍上性の強い土試料と多孔質体試料を用いた凍上実験、電場の下での凍土中の不凍水の移動に関する実験、NMR法を用いた凍土中の不凍水膜厚さの温度依存性に関する実験、解析、分子動力学(MD)を用い不凍水の挙動に関する数値実験などを行った。本研究で得られた成果を要約すると以下の通りである。 1)粒子間の結合力の強い多孔質体(大谷石)を用いて、氷晶析出面の...
【医歯薬学】薬学：分子動力学計算 ／分子動力学を含む研究件
❏水の量子化学効果を取り込んだ自由エネルギー計算の開発と応用(20K03885)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】渡邉 宙志 慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任講師 (20767199)
【キーワード】水素イオン / プロトン輸送 / 分子動力学 / 量子化学計算 / 溶媒和効果 (他9件)
【概要】プロトン移動は、我々に非常に馴染みが深く重要な現象であるにも関わらず、分子シミュレーションでは最も取り扱いが難しい問題である。なぜなら一般的にバルクのような巨大な系を扱う際、量子力学(QM)と分子力学(MM)的モデルを組み合わせたQM/MM法を用いてターゲットの分子のみにQMモデルを適用し計算コストを落とすのが一般的であるが、第一にプロトンはグロータス機構で説明されるように、水分子との共有結合の生...
❏分子動力学的手法を用いた生体高分子に関する研究(18790035)
【研究テーマ】物理系薬学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2006 - 2008
【研究代表者】平野 秀典 慶應義塾大学, 医学部, 助教 (50360631)
【キーワード】分子動力学計算 / 膜 / 膜タンパク質 / アクアポリン / 分子動力学的手法 (他7件)
【概要】分子動力学的手法により、膜および膜タンパクの構造ダイナミクスに関する研究を行った。主に水チャネルであるアクアポリンを対象に水銀による水分子透過阻害機構解明を行うことにより、水分子透過制御機構に関する研究を行った。本研究の成果は、膜および膜タンパク質に興味のある生化学研究者および理論的研究者が抱いている、膜および膜タンパク質に関する謎の部分の解明役立つことを期待される。 ...
❏数千程度の分子量を有する分子の構造解析に関する研究(01303013)
【研究テーマ】結晶学
【研究種目】総合研究(A)
【研究期間】1989 - 1991
【研究代表者】藤原 隆二 島根大学, 理学部, 教授 (10028847)
【キーワード】中分子のX線構造解析 / X線解析法 / 結晶構造解析 / 分子力学計算 / 分子動力学計算 (他16件)
【概要】芦田,安岡,甲斐,竹中博士はタンパク質のX線構造解析の手法を数千程度の分子量を有する分子に適用し,低分解能フ-リエ図の改良法を確立し,シンクロトロン放射光を用いた多波長異常分散法の有効性,分子置換法プログラム"MERLOT"の有効性を示した。藤井博士はオリゴヌクレオチドのX線解析における"MERLOT"の有効性と,構造精密化における分子動力学計算プログラム"...
【医歯薬学】薬学：膜タンパク質 ／分子動力学を含む研究件
❏分子動力学計算を駆使した脂肪酸を用いた多様な生物活性構造の創出手法の開拓(18K19140)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2018-06-29 - 2020-03-31
【研究代表者】大和田 智彦 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (20177025)
【キーワード】分子動力学 / 脂肪酸 / 構造固定 / 膜タンパク質 / 化合物ライブラリー (他9件)
【概要】多数のコンフォメーションを取る脂肪酸を動的構造ライブラリーと見なし１つの分子が持つ多様な構造を利用する。分子動力学計算を用い、その 中の特定のコンフォメーションを構造固定化した分子を構築し、その構造固定化分子が各受容体に対応する生物活性コンフォメーションである可能性を検証する ことを目的とする。脂肪酸の代表構造を表すための構造固定化合物(サロゲート)の探索として，化学的な直感でデザインしたサロゲー...
❏分子動力学的手法を用いた生体高分子に関する研究(18790035)
【研究テーマ】物理系薬学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2006 - 2008
【研究代表者】平野 秀典 慶應義塾大学, 医学部, 助教 (50360631)
【キーワード】分子動力学計算 / 膜 / 膜タンパク質 / アクアポリン / 分子動力学的手法 (他7件)
【概要】分子動力学的手法により、膜および膜タンパクの構造ダイナミクスに関する研究を行った。主に水チャネルであるアクアポリンを対象に水銀による水分子透過阻害機構解明を行うことにより、水分子透過制御機構に関する研究を行った。本研究の成果は、膜および膜タンパク質に興味のある生化学研究者および理論的研究者が抱いている、膜および膜タンパク質に関する謎の部分の解明役立つことを期待される。 ...
【医歯薬学】薬学：タンパク質 ／分子動力学を含む研究件
❏タンパク質構造に基づいたアブラナ科植物の自家不和合性を制御する分子の創出(21K06110)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31
【研究代表者】森脇 由隆 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (70751303)
【キーワード】生物物理学 / 分子動力学 / 計算科学 / 自家不和合性 / タンパク質
【概要】2021年度は研究実施計画の1つである「天然のSP11モデル構造からの改変による手法」に基づき、以前に立体構造予測を行ったハプロタイプS32, S36のSP11の予測構造に基づき、対応するSRK分子の結合界面を調査したところ、およそこの2つのSP11にはわずか4アミノ酸の違いによってSRKとの1対1結合が制御されていることを予見した。これを踏まえ、タンパク質モデリングソフトウェアパッケージRose...
❏タンパク質界面の複雑ダイナミクスの解析：機械学習とMD計算に基づく新手法の開拓(18K05025)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】山下 雄史 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任准教授 (50615622)
【キーワード】分子動力学 / 機械学習 / シミュレーション / 分子動力学シミュレーション / 古典力学 (他11件)
【概要】機械学習技術の発展により、人工知能は画像認識やチェスや囲碁などの分野において人間の知能を凌駕するようになってきた。近年、AlphaFoldのような先進的なタンパク質構造予測技術においても、機械学習が中心的な役割を担っている。本研究では、こうした機械学習技術を分子科学に導入することによって、タンパク質間に見られる重要なダイナミクス現象を解き明かしていくことを目指している。 これまでの研究で、基本的な...
❏アルカン合成関連酵素の構造ゆらぎ制御に基づく遷移状態制御(15KT0139)
【研究テーマ】遷移状態制御
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2015-07-10 - 2018-03-31
【研究代表者】新井 宗仁 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (90302801)
【キーワード】タンパク質 / 酵素反応 / 分子動力学 / NMR / バイオエネルギー
【概要】最近、酵素反応における遷移状態の形成には酵素のグローバルな構造変化が必要であり、これが触媒反応の律速段階となることが明らかとなってきた。そこで本研究では、バイオエネルギー生産に重要な酵素AARとADOをモデルとして用い、分子動力学シミュレーション（理論）とNMR緩和測定（実験）によって酵素の構造揺らぎを検出した。次に、酵素の構造揺らぎを制御する上で重要なアミノ酸残基を探索し、それらの部位に変異を導...
【医歯薬学】薬学：阻害剤 ／分子動力学を含む研究件
❏ヒトには効くがバクテリアには効かない痛風薬―酵素薬剤相互作用のダイナミクス―(26440081)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】菊地 浩人 日本医科大学, 医学部, 准教授 (00224907)
【キーワード】酸化還元酵素 / 構造・機能予測 / 分子動力学 / キサンチン / 痛風治療薬 (他9件)
【概要】キサンチン酸化還元酵素（XOR）は、キサンチンを水酸化して尿酸に変える。過剰な尿酸の産生は痛風を導くので、ヒトXORは痛風薬のターゲットである。XORは細菌からヒトまで存在し、その３次元構造は全ての生物種で酷似していて同じ反応機構により尿酸生成を行う。しかし、阻害剤BOF-4272 (BOF) は、哺乳類XORを阻害する一方、細菌XORを阻害しない。このことは、XORの静的な３次元構造からBOFの...
❏キサンチン酸化還元酵素における阻害剤の作用の研究―「鍵と鍵穴」のドグマを超えて(23570198)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2011 - 2013
【研究代表者】菊地 浩人 日本医科大学, 医学部, 准教授 (00224907)
【キーワード】酸化還元酵素 / 構造・機能予測 / 分子動力学 / キサンチン / 痛風治療薬 (他9件)
【概要】XORはキサンチンを尿酸にする酵素であり、過剰な尿酸の蓄積は痛風の原因となる。XORは細菌からヒトまで存在し、３次元構造は全ての生物種で酷似していて同じ反応機構により尿酸生成を行う。しかし、日本で開発された痛風治療薬febuxostatは、哺乳類XORを阻害するが、細菌XORを阻害しないことが酵素学的実験からわかった。このことは、阻害剤と酵素の静的な３次元構造（いわゆる鍵と鍵穴）では簡単に理解でき...
【医歯薬学】薬学：創薬 ／分子動力学を含む研究件
❏ヒトには効くがバクテリアには効かない痛風薬―酵素薬剤相互作用のダイナミクス―(26440081)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】菊地 浩人 日本医科大学, 医学部, 准教授 (00224907)
【キーワード】酸化還元酵素 / 構造・機能予測 / 分子動力学 / キサンチン / 痛風治療薬 (他9件)
【概要】キサンチン酸化還元酵素（XOR）は、キサンチンを水酸化して尿酸に変える。過剰な尿酸の産生は痛風を導くので、ヒトXORは痛風薬のターゲットである。XORは細菌からヒトまで存在し、その３次元構造は全ての生物種で酷似していて同じ反応機構により尿酸生成を行う。しかし、阻害剤BOF-4272 (BOF) は、哺乳類XORを阻害する一方、細菌XORを阻害しない。このことは、XORの静的な３次元構造からBOFの...
❏キサンチン酸化還元酵素における阻害剤の作用の研究―「鍵と鍵穴」のドグマを超えて(23570198)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2011 - 2013
【研究代表者】菊地 浩人 日本医科大学, 医学部, 准教授 (00224907)
【キーワード】酸化還元酵素 / 構造・機能予測 / 分子動力学 / キサンチン / 痛風治療薬 (他9件)
【概要】XORはキサンチンを尿酸にする酵素であり、過剰な尿酸の蓄積は痛風の原因となる。XORは細菌からヒトまで存在し、３次元構造は全ての生物種で酷似していて同じ反応機構により尿酸生成を行う。しかし、日本で開発された痛風治療薬febuxostatは、哺乳類XORを阻害するが、細菌XORを阻害しないことが酵素学的実験からわかった。このことは、阻害剤と酵素の静的な３次元構造（いわゆる鍵と鍵穴）では簡単に理解でき...
【医歯薬学】薬学：水素結合 ／分子動力学を含む研究件
❏構造に基づく理論的手法による光合成蛋白質におけるプロトン移動機構の解明(26800224)
【研究テーマ】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (20514516)
【キーワード】光合成 / プロトン移動 / 水分解 / 量子化学 / 分子動力学 (他18件)
【概要】高等植物・藻類が行っている酸素発生型の光合成では，光化学系II (PSII) 蛋白質が光エネルギーを使って水分子を分解し，１つの酸素分子と４つのプロトンが発生する．この水分解反応の機構を量子化学的計算によって明らかにした．４段階からなる水分解反応において，第一段階で１つのプロトンがPSIIの活性部位(Mn4CaO5錯体) 近くの水分子鎖を通って排出される．第三段階では，別のプロトンが錯体付近に存在...
❏氷核活性細菌により促進される氷核生成の研究(14750144)
【研究テーマ】熱工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2002 - 2004
【研究代表者】泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (40306874)
【キーワード】氷タンパク質 / 分子動力学シミュレーション / 分子動力学専用計算機(MDGRADE=-2) / 核生成 / 水素結合 (他9件)
【概要】氷核生成を活性化させる物質(過冷却解除剤)を用いた現象の理解のためには,氷核生成の微視的メカニズムの解明が必要である.本研究では,過冷却解除剤として氷核活性細菌に着目し,その細胞膜上にある氷核生成を促進する機能を持つタンパク質(ICE PROTEIN)の構造と核生成のメカニズムの関係を解明することを目的とする. 平成14年度は,氷タンパク質の機能を明らかにする目的から,タンパク質自身の2次構造の解...
【医歯薬学】薬学：アクアポリン ／分子動力学を含む研究件
❏淡水化のための新規透過膜の構造に関する分子論的研究(25630070)
【研究テーマ】熱工学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40306874)
【キーワード】分子動力学シミュレーション / 淡水化 / カーボンナノチューブ / アクアポリン / 分子動力学 (他11件)
【概要】細胞の内外を分ける細胞膜内に存在するタンパク質であるアクアポリンは，水分子のみを透過する特殊な分子である．この分子の特徴を研究し，カーボンナノチューブを用いて淡水化のための新規透過膜について研究を行った．アクアポリン内部のアミノ酸間の距離のゆらぎを解析した結果，1/fゆらぎであることを示した．またカーボンナノチューブを用いた系においては，電場を印可することにより水のみの系ではカーボンナノチューブ内...
❏分子動力学的手法を用いた生体高分子に関する研究(18790035)
【研究テーマ】物理系薬学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2006 - 2008
【研究代表者】平野 秀典 慶應義塾大学, 医学部, 助教 (50360631)
【キーワード】分子動力学計算 / 膜 / 膜タンパク質 / アクアポリン / 分子動力学的手法 (他7件)
【概要】分子動力学的手法により、膜および膜タンパクの構造ダイナミクスに関する研究を行った。主に水チャネルであるアクアポリンを対象に水銀による水分子透過阻害機構解明を行うことにより、水分子透過制御機構に関する研究を行った。本研究の成果は、膜および膜タンパク質に興味のある生化学研究者および理論的研究者が抱いている、膜および膜タンパク質に関する謎の部分の解明役立つことを期待される。 ...
【医歯薬学】看護学：データベース ／分子動力学を含む研究件
❏タンパク質界面の複雑ダイナミクスの解析：機械学習とMD計算に基づく新手法の開拓(18K05025)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】山下 雄史 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任准教授 (50615622)
【キーワード】分子動力学 / 機械学習 / シミュレーション / 分子動力学シミュレーション / 古典力学 (他11件)
【概要】機械学習技術の発展により、人工知能は画像認識やチェスや囲碁などの分野において人間の知能を凌駕するようになってきた。近年、AlphaFoldのような先進的なタンパク質構造予測技術においても、機械学習が中心的な役割を担っている。本研究では、こうした機械学習技術を分子科学に導入することによって、タンパク質間に見られる重要なダイナミクス現象を解き明かしていくことを目指している。 これまでの研究で、基本的な...
❏経験的分子運動学ポテンシャルの世界標準規格の構築とデータベース化への戦略的展開(17656037)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】萌芽研究
【研究期間】2005 - 2007
【研究代表者】酒井 信介 (2007) 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (80134469)
【キーワード】機械材料・材料力学 / 分子動力学 / ポテンシャル / シミュレーション / 遺伝的アルゴリズム (他13件)
【概要】本研究は、アモルファス金属や化合物半導体等の高度な分子動力学計算に不可欠な高精度な経験的分子動力学ポテンシャルの標準規格の構築を行った後、ポテンシャル開発ソフトをインターネットのWebを通じて公開し、利用ユーザの結果をデータベースとして蓄積して共有することにより、世界標準のデータベースを作成することを目的とする。 平成19年度は開発プログラムの発表と情報収集、及び戦略的委員会の組織立ち上げのための...
❏ダイナミックスと進化情報の融合によるDNA修復関連タンパク質の機能アノテーション(16570138)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2004 - 2006
【研究代表者】由良 敬 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 (50252226)
【キーワード】DNA修復タンパク質 / ゲノム / データベース / MutT / RuvA (他9件)
【概要】ゲノム塩基配列から推定されるアミノ酸配列がどのような機能のタンパク質であるかを知ることが、ゲノム生物学の重要な課題である。各タンパク質の機能同定を実験的に行うには、機能未知タンパク質のアミノ酸配列情報が膨大であるため、コンピュータによる機能の推定が重要となる。本研究課題では、タンパク質の機能を担うアミノ酸残基をシミュレーションなどで同定し、その残基の進化的保存性から共通祖先由来タンパク質の機能類似...
【医歯薬学】看護学：分子生物学 ／分子動力学を含む研究件
❏生命科学・創薬科学を指向した分子ダイナミクス分類理論の構築(15KT0103)
【研究テーマ】連携探索型数理科学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2015-07-10 - 2020-03-31
【研究代表者】山下 雄史 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任准教授 (50615622)
【キーワード】分子動力学シミュレーション / 分子生物学 / 数理科学 / 計算幾何学 / 時系列解析 (他17件)
【概要】計算機が進歩したことで、近年、生体分子の分子動力学シミュレーションを大規模におこなうことができるようになった。本研究では、分子動力学シミュレーションから数理科学的手法でダイナミクスの様々な特徴を抽出する手法を考案した。例えば、skeletal coreの概念を使うことで、解析の中で見かけの運動が現れてしまう効果を抑えることができるようになった。また、特異スペクトル変換法をおこなうことで運動の変化を...
❏イオンチャネルにおける動的構造機能連関の先駆的研究(05304055)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】総合研究(A)
【研究期間】1993 - 1995
【研究代表者】曽我部 正博 名古屋大学, 医学部, 教授 (10093428)
【キーワード】イオンチャネル / 高次構造 / 動的構造 / モデルチャネル / パッチクランプ (他13件)
【概要】ここ10年間に主要なイオンチャネルの一次構造が決定され、site directed mutagenesisと電気生理学の組み合わせにより分子レベルでの構造一機能連関の解明が進められている。しかし膜内高次構造や機能中の動的構造を解析する手法が確立されていないために、電気生理学で得られた単一チャネルの動的データを構造と連関させることは極めて難しい状況にある。分子生物学の成果を生かしてイオンチャネルの動...
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