液晶、高分子、生体分子に代表される柔らかい物質(ソフトマター)は、ナノスケールの構成要素が自己集合・自己組織化して、液体や結晶とは異なる性質を示します。これらの物質は物理的なフレキシビリティを失わずに特徴的な物性を発現するため、その応用の可能性は多岐に渡っており、様々な分野において機能性ソフトマテリアルの開発が取り組まれています。
しかしながら、その過程では必ずしも微視的観点からの構造や物性についての知見が十分に得られているわけではありません。
そこで私は、分子レベルでの静的・動的構造を探る上で有用な分子動力学(molecular dynamics、通称MD)シミュレーションを基軸とした計算化学的手法を用いて、様々な系においてミクロスコピックな描像の解明に取り組んでいます。
これまでに
・単分子膜(J. Chem. Phys. 2011, J. Phys. Sco. Jpn. 2013, Langmuir 2020)
・バルク液晶(J. Phys. Chem. 2016, 2018, 2020, Science 2019, Chem. Commun. 2020)
・タンパク質、脂質二重膜(Biophys. Physicobiol. 2015, Chem.Pharm. Bull. 2016, Langmuir 2020)
・オリゴマー、ポリマー(Chem. Euro. J. 2019, J. Am. Chem. Soc. 2020)
・有機EL材料(Chem. Mater. 2013, Adv. Energy Mater. 2014)
・有機半導体(Sci. Adv. 2020, J. Am. Chem. Soc. 2020)
を対象として、実験において観察された物理現象の機構や機能発現の起源を明らかにするための重要な知見を得てきました。
しかしながら、その過程では必ずしも微視的観点からの構造や物性についての知見が十分に得られているわけではありません。
そこで私は、分子レベルでの静的・動的構造を探る上で有用な分子動力学(molecular dynamics、通称MD)シミュレーションを基軸とした計算化学的手法を用いて、様々な系においてミクロスコピックな描像の解明に取り組んでいます。
これまでに
・単分子膜(J. Chem. Phys. 2011, J. Phys. Sco. Jpn. 2013, Langmuir 2020)
・バルク液晶(J. Phys. Chem. 2016, 2018, 2020, Science 2019, Chem. Commun. 2020)
・タンパク質、脂質二重膜(Biophys. Physicobiol. 2015, Chem.Pharm. Bull. 2016, Langmuir 2020)
・オリゴマー、ポリマー(Chem. Euro. J. 2019, J. Am. Chem. Soc. 2020)
・有機EL材料(Chem. Mater. 2013, Adv. Energy Mater. 2014)
・有機半導体(Sci. Adv. 2020, J. Am. Chem. Soc. 2020)
を対象として、実験において観察された物理現象の機構や機能発現の起源を明らかにするための重要な知見を得てきました。
【News】
2020年10月
水面上に形成されたバイオ共役メソゲン単分子膜への生体分子吸着に関する論文がLangmuirに掲載され、“Front Cover”に採用されました！本研究は東京大学、コーネル大学との共同研究です。
DOI: 10.1021/acs.langmuir.0c02191
2020年10月
ホストゲスト相互作用に基づいた超分子ヒドロゲルに関する論文がPolym. Chem.に掲載されました！本研究は大阪大学との共同研究です。
DOI: 10.1039/D0PY01347A
2020年10月
世界最小クラスの接触抵抗を示す電子輸送性有機半導体に関する論文がChem. Mater.に掲載されました！本研究は東京大学、筑波大学との共同研究です。
DOI: 10.1021/acs.chemmater.0c01888
プレスリリース: https://www.kitasato.ac.jp/jp/news/20201022-02.html
2020年10月
八面体型金属錯体が形成するキラルカラムナー液晶に関する論文がChem. Commun.に掲載され、“Inside Back Cover”に採用されました！本研究は本学の吉田純先生、名古屋大学の原先生らとの共同研究です。
DOI: 10.1039/D0CC05930G
DOI: 10.1039/D0CC90445G
2020年8月
特異な構造相転移挙動により、高溶解性・高移動度・環境ストレス耐性を実現し、高製造プロセス適性かつ高性能な有機半導体に関する論文がJ. Am. Chem. Soc.に掲載されました！本研究は東京大学、富山高等専門学校、筑波大学との共同研究です。
DOI: 10.1021/jacs.0c05522
プレスリリース: https://www.kitasato.ac.jp/jp/news/20200820-02.html
2020年6月
磁性液晶における分子集団記憶に関する論文がJ. Phys. Chem. Bに掲載されました！本研究は大阪大学との共同研究です。
DOI: 10.1021/acs.jpcb.0c05408
2020年5月
高信頼性かつ高移動度で、環境ストレス耐性を併せ持つ塗布型n型有機半導体に関する論文がSci. Adv.に掲載されました！本研究は東京大学、筑波大学との共同研究です。
DOI: 10.1126/sciadv.aaz063
プレスリリース: https://www.kitasato.ac.jp/jp/news/20200502-01.html
2020年3月
アトロプ異性化を利用した双連続キュービック相の設計に関する論文がAngew. Chem. Int. Ed.に掲載されました！本研究は東京農工大学との共同研究です。
DOI: 10.1002/anie.202000424
水面上に形成されたバイオ共役メソゲン単分子膜への生体分子吸着に関する論文がLangmuirに掲載され、“Front Cover”に採用されました！本研究は東京大学、コーネル大学との共同研究です。
DOI: 10.1021/acs.langmuir.0c02191
2020年10月
ホストゲスト相互作用に基づいた超分子ヒドロゲルに関する論文がPolym. Chem.に掲載されました！本研究は大阪大学との共同研究です。
DOI: 10.1039/D0PY01347A
2020年10月
世界最小クラスの接触抵抗を示す電子輸送性有機半導体に関する論文がChem. Mater.に掲載されました！本研究は東京大学、筑波大学との共同研究です。
DOI: 10.1021/acs.chemmater.0c01888
プレスリリース: https://www.kitasato.ac.jp/jp/news/20201022-02.html
2020年10月
八面体型金属錯体が形成するキラルカラムナー液晶に関する論文がChem. Commun.に掲載され、“Inside Back Cover”に採用されました！本研究は本学の吉田純先生、名古屋大学の原先生らとの共同研究です。
DOI: 10.1039/D0CC05930G
DOI: 10.1039/D0CC90445G
2020年8月
特異な構造相転移挙動により、高溶解性・高移動度・環境ストレス耐性を実現し、高製造プロセス適性かつ高性能な有機半導体に関する論文がJ. Am. Chem. Soc.に掲載されました！本研究は東京大学、富山高等専門学校、筑波大学との共同研究です。
DOI: 10.1021/jacs.0c05522
プレスリリース: https://www.kitasato.ac.jp/jp/news/20200820-02.html
2020年6月
磁性液晶における分子集団記憶に関する論文がJ. Phys. Chem. Bに掲載されました！本研究は大阪大学との共同研究です。
DOI: 10.1021/acs.jpcb.0c05408
2020年5月
高信頼性かつ高移動度で、環境ストレス耐性を併せ持つ塗布型n型有機半導体に関する論文がSci. Adv.に掲載されました！本研究は東京大学、筑波大学との共同研究です。
DOI: 10.1126/sciadv.aaz063
プレスリリース: https://www.kitasato.ac.jp/jp/news/20200502-01.html
2020年3月
アトロプ異性化を利用した双連続キュービック相の設計に関する論文がAngew. Chem. Int. Ed.に掲載されました！本研究は東京農工大学との共同研究です。
DOI: 10.1002/anie.202000424
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