理論化学研究室

About研究室について

分子の世界を、計算で理論的に解く。

理論化学研究室は、分子や分子集合体の構造、性質、変化を、量子化学（計算化学）で理論的に解明する研究をしています。
シュレーディンガー方程式などの第一原理に基づき、経験に頼らず計算で調べることを目指しています。
溶液中の反応、重い原子を含む分子、生体分子、量子コンピュータを用いた計算のアルゴリズム開発などを扱っています。
研究室のサイトでは、理学部化学科、大学院理学府化学専攻、理学研究院化学部門の研究室として紹介されています。

Research研究テーマ

この研究室は、化学の現象を、経験的なパラメータを使わずに第一原理から解明することを目指しています。大規模な系の理論と高精度な理論の両面とその統合を、励起状態を精密に記述する電子相関理論、相対論効果を取り込んだ分子軌道理論、溶媒の量子化学効果を取り込んだ分子動力学計算、量子コンピュータを用いたアルゴリズム開発などから探っています。

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溶液中の分子のpKa予測↗

水溶液中の分子について、計算だけで酸解離定数（pKa）を定量的に予測する手法を開発しました。溶媒の効果を3D-RISM法で取り込み、分子間の相互作用をより厳密に反映させています。

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糖鎖を見分けるタンパク質の仕組み↗

糖質結合モジュールファミリー36（CBM36）というタンパク質が糖鎖（多糖類）を認識する仕組みを、分子動力学シミュレーションと3D-RISM理論で調べました。結合サイトにある金属イオンの役割の解明を目指しました。

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混合溶媒中のプロトン移動反応↗

アミノ酸のグリシンを例に、水とアセトニトリルの混合溶媒の中で起こる分子内のプロトン移動反応を、RISM-SCF法で計算しました。反応のプロファイルと溶媒効果を、分子の視点で理解することを目指しました。

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新しい相対論的分子軌道法↗

ランタノイドなど重い原子を含む分子の計算には相対論効果が必要で、計算コストが大きくなります。計算効率を上げるアルゴリズムの開発で、精度を保ったままコストを下げます。高精度な相対論的GMC-QDPTを提案し、遷移金属錯体などの大きな系を計算できるようにしました。

Voices先輩の声

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