工学院大学先進工学部 生命化学科

理論化学研究室

コンピュータで分子の動きを解き明かす

研究室の概要

キーワード 生体分子モーター、分子設計、量子ドットセルオートマトン、有機半導体

私たちは、コンピュータを用いて人が直接見ることのできない「分子」「原子」「電子」が動く様子をシミュレーションしています。また、モーターたんぱく質(生体分子モーター)を簡略化したモデルを用いて分子動力学計算を行い、モーターたんぱく質の動きやエネルギー変換メカニズムを研究しています。

研究テーマ

モーターのエネルギー変換メカニズムの
解明とその応用

筋肉を構成するミオシンのような生体分子モーターは、化学反応のエネルギーを力学的な仕事に変換しています。その変換メカニズムを分子動力学法により明らかにし、新しい分子モーターの設計へと役立てます。

生体分子モーターの例

生体分子モーターの例

量子ドットセルオートマトンの
動作解析と分子設計

4核の錯体を用いて、量子ドットセルオートマトン(QCA)というコンピュータを作ることができます。QCA の中を信号が伝わる速度と信号の強度を求め、QCA の次世代コンピュータとしての可能性を評価しています。

フラーレンを用いた有機半導体材料の
量子化学的設計

フラーレンの“電子を流しやすいがホールを流しにくい”という性質が、フラーレンの応用を狭めています。そこで、フラーレンを様々に化学修飾することにより、電子もホールも流しやすいフラーレン誘導体を提案することを目的としています。

指導教員

徳永 健 教授
専門分野
量子化学
分子動力学
生物物理

最近の原著論文

  • Ken Tokunaga, Ryo Akiyama, Phys. Rev. E 100, 062608 (2019)
  • Kennosuke Itoh, Fumiya Odate, Takuma Karikomi, Keishi Obe, Tsutomu Miyamori, Hideaki Kamiya, Kenji Yoza, Kenichiro Nagai, Hideaki Fujii, Hiroyuki Suga, Ken Tokunaga, RSC Adv. 9, 12365 (2019)
  • Keishiro Tahara, Nazuna Terashita, Ken Tokunaga, Shiomi Yabumoto, Jun-ichi Kikuchi, Yoshiki Ozawa, Masaaki Abe, Chem. Eur. J. 25, 13728 (2019)
  • Ken Tokunaga, Ryo Akiyama, J. Comput. Chem. Jpn. 17, 80-84 (2018)

研究室HP