Real-time reaction dynamics of micro-solvated clusters by direct ab initio MD method

通过直接从头MD方法研究微溶剂化团簇的实时反应动力学

基本信息

  • 批准号:
    21K04973
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.58万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

溶媒は分子の化学反応速度に大きな影響を与える。微視的溶媒和クラスターは、少数の溶媒分子によって取り囲まれた分子からなるクラスターであり、溶質の周りの溶媒を部分的に切り出したナノスケールの溶液といえる。本研究課題では、ダイレクト・アブイニシオ分子動力学(AIMD)法を、微視的溶媒和クラスター内での反応ダイナミクスの理論解明に応用した。特に、光照射後の反応を実時間で追尾することにより、微視的溶媒和の効果を理論的に予測した。本年度は、以下の2テーマについて詳細な計算を行った。(1) 過酸化水素(H2O2)の光化学反応への微視的溶媒和の効果:H2O2は、安全かつ効率の良い水素キャリアである。H2O2を触媒と反応させることにより、容易にH2を取り出すことが出来る。本研究では、H2O2の光化学反応(イオン化反応)への微視的溶媒和の効果を、ダイレクトAIMD法により研究した。研究対象として、1-6個の水分子に溶媒和されたH2O2を用いた。その結果、イオン化後、水素結合鎖に沿って極めて早いプロトン移動が起こることが分かった。この現象は、酸化グラフェン電池中のプロトン移動のモデルとなることが示された。(2) 安価なナトリウム(Na)を用いた水素の貯蔵機能を持つ分子デバイスの理論設計:クリーンなエネルギーである水素を効率よく貯蔵する分子素子を開発することは、近い将来のエネルギー問題を解決する上で重要である。水素貯蔵デバイスは、少数の水素分子が微視的溶媒和した分子素子に相当する。本研究では、グラフェン表面に吸着させたNaが、効率の良い水素貯蔵デバイスであることを理論的に明らかにした。また、Naの貯蔵効率は、リチウムよりも大きいことを明らかにした。
The chemical reaction speed of the solvent <s:1> molecule <s:1> is に and the large な な influence を and える. Micro depending on the solvent and ク ラ ス タ ー は, minority の solvent molecules に よ っ て in り 囲 ま れ た molecular か ら な る ク ラ ス タ ー で あ り, solute の weeks り の solvent を part に り cutting out し た ナ ノ ス ケ ー ル の solution と い え る. This research topic で は, ダ イ レ ク ト · ア ブ イ ニ シ オ molecular dynamics method (AIMD) を, micro depending on the solvent and ク ラ ス タ ー within で の anti 応 ダ イ ナ ミ ク ス の theory explain に 応 with し た. The characteristics are に, the <s:1> anti-応 を real time after light irradiation is で, the repursuit is する とによ とによ に, the solvent of microvision and the に pretest results of the を theory are た. For the current year, テ and the following テ 2テ テ に に な て て て て て て detailed な calculation を lines った. (1) water acidification passes element (H2O2) の photochemical anti 応 へ の micro depending on the solvent and の unseen fruit: H2O2 は, safety か つ good working rate の い water element キ ャ リ ア で あ る. H2O2 を catalyst と anti 応 さ せ る こ と に よ り, easy to take り に H2 を す こ と が る. This study で は, H2O2 の photochemical 応 (イ オ ン anti 応) へ の micro depending on the solvent and の unseen fruit を, ダ イ レ ク ト AIMD method に よ り research し た. The research subjects are と て て, 1-6 <s:1> water molecules に solvent and されたH2O2を with された た. そ の results, イ オ ン after and water element combination lock に along っ て extremely め て early い プ ロ ト ン mobile が こ る こ と が points か っ た. The <s:1> となる phenomenon, acidification グラフェ, <s:1> プロト movement <s:1> モデ となる となる とが とが in <s:1> batteries indicate された. (2) Ann 価 な ナ ト リ ウ ム (Na) を い た water element の 蔵 storage function を hold つ molecular デ バ イ ス の theory design: ク リ ー ン な エ ネ ル ギ ー で あ る water element を sharper rate よ く storage 蔵 す る molecular subtype eumelanin を open 発 す る こ と は, nearly い future の エ ネ ル ギ ー を solve す る で important で あ る. Hydroquinone storage デバ ス ス ス, a few <s:1> hydroquinone molecules が micronutrients, and <s:1> た molecular molecules に are equivalent to する. This study で は, グ ラ フ ェ に ン surface sorption さ せ た Na が, good working rate の い water storage 蔵 デ バ イ ス で あ る こ と を theory に Ming ら か に し た. Youdaoplaceholder0, Na <s:1> storage efficiency また, リチウムよ large とを また とを とを Ming ら に に た.

项目成果

期刊论文数量(33)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Theoretical study on curvature of carbon materials and efficiency of radical addition reactions
碳材料曲率与自由基加成反应效率的理论研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Hiroto Tachikawa ; Tetsuji Iyama; Hiroshi Kawabata;Hiroshi Kawabata, Tetsuji Iyama, Hiroto Tachikawa
  • 通讯作者:
    Hiroshi Kawabata, Tetsuji Iyama, Hiroto Tachikawa
Linkoping University(スウェーデン)
林雪平大学(瑞典)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Molecular design of high density hydrogen storage devices: A DFT approach
高密度储氢装置的分子设计:DFT 方法
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Hiroto Tachikawa ; Tetsuji Iyama; Hiroshi Kawabata
  • 通讯作者:
    Hiroshi Kawabata
リチウムをドープしたグラフェンの水素貯蔵メカニズムの理論解明
锂掺杂石墨烯储氢机理的理论阐明
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    村上拓馬;玉村修司;上野晃生;玉澤聡;猪股英紀;木山保;五十嵐敏文;金子勝比古;丸井敦尚;井山哲二, 川畑弘, 田地川浩人
  • 通讯作者:
    井山哲二, 川畑弘, 田地川浩人
シリンドリカルフラーレン表面のラジカル付加反応の位置依存性
圆柱形富勒烯表面自由基加成反应的位置依赖性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Jin Shimada;Yuta Takaoka;Takahiro Ueda;Atsushi Tani;Takeshi Sugahara*;Katsuhiko Tsunashima**;Hirohisa Yamada;Takayuki Hirai;川畑弘, 田地川浩人
  • 通讯作者:
    川畑弘, 田地川浩人
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

田地川 浩人其他文献

DNA損傷チミンダイマーの修復反応機構の理論解明
DNA损伤胸腺嘧啶二聚体修复反应机制的理论阐明
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    川畑 弘;田地川 浩人
  • 通讯作者:
    田地川 浩人
光によって引き起こされる溶媒和過程の実時間追尾:ダイレクト・アブイニシオMD法 によるアプローチ
实时跟踪光诱导溶剂化过程:直接从头开始 MD 方法
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    井山 哲二;田地川 浩人
  • 通讯作者:
    田地川 浩人
宇宙の化学反応を実時間で追う:ダイレクト・アブイニシオ分子動力学法によるアプローチ
实时跟踪宇宙中的化学反应:直接从头算分子动力学方法
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    西里 健太;藤井 幸造;森田 剛;遠藤 太佳嗣;桝飛 雄馬;西川 惠子;田地川 浩人
  • 通讯作者:
    田地川 浩人

田地川 浩人的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('田地川 浩人', 18)}}的其他基金

ダイレクト・アブイニシオ・ダイナミックス法によるイオン・分子反応の理論的研究
使用直接从头动力学方法进行离子和分子反应的理论研究
  • 批准号:
    10740261
  • 财政年份:
    1998
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
水素原子トンネル移動反応への媒質効果に関する理論的研究
介质对氢原子隧道反应影响的理论研究
  • 批准号:
    08240201
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
気相プロトン移動反応における量子状態選択性に関する理論的研究
气相质子转移反应中量子态选择性的理论研究
  • 批准号:
    08740430
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
化学反応における振動・回転量子状態選択性に関する理論的研究
化学反应中振动/旋转量子态选择性的理论研究
  • 批准号:
    07740441
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
状態選択された分子の反応ダイナミックスに関する理論的研究
状态选择分子反应动力学的理论研究
  • 批准号:
    05740344
  • 财政年份:
    1993
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
電子スピンエコー法による水素原子トンネリング反応への溶媒効果の研究
电子自旋回波法研究溶剂对氢原子隧道反应的影响
  • 批准号:
    02854049
  • 财政年份:
    1990
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

相似海外基金

The Thirteenth (13th) International Meeting on Light and Color in Nature; Bar Harbor, Maine; July 15-19, 2019
第十三届(13th)国际自然光与色会议;
  • 批准号:
    1936028
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Travel Support for the 12th International Conference on Light and Color in Nature; Granada, Spain; May 31 - June 3, 2016
第十二届自然光与色彩国际会议的差旅支持;
  • 批准号:
    1638758
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Standard Grant
The Eleventh (11th) Light and Color in Nature Conference; Fairbanks, Alaska; August 5-8, 2013
第十一届(第十一届)自然中的光与色彩会议;
  • 批准号:
    1315406
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Strain visualization directed by light and color, toward to Structural damage monitoring of universal design
由光和颜色引导的应变可视化,用于通用设计的结构损伤监测
  • 批准号:
    25709036
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
2010 Meteorological/Light and Color in the Open Air Conference; St. Marys City, Maryland; June 16-20, 2010
2010年气象/光与色彩露天会议;
  • 批准号:
    0962429
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Conference Support for the 9th International Meeting on Light and Color in Nature; Bozeman, Montana; June 25-29, 2007
第九届自然光与色彩国际会议的会议支持;
  • 批准号:
    0731416
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Standard Grant
An Undergraduate Laboratory on the Physics of Light and Color
光与色彩物理本科生实验室
  • 批准号:
    9051820
  • 财政年份:
    1990
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了