研究者情報

武次 徹也

教授

TAKETSUGU Tetsuya

化学反応の素過程を理論と計算で解き明かす

化学部門 物理化学分野

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研究テーマ

第一原理計算に基づく反応ダイナミクス計算手法の開発と光化学・触媒科学への展開

研究分野理論化学, 計算化学, 反応量子化学, 反応動力学, 計算分子分光学
キーワードフォトエキサイトニクス, 第一原理分子動力学, 反応経路分岐, スピン軌道相互作用, 非断熱結合, 非調和振動分光理論, 理論先導触媒設計

研究紹介

分子理論の進展、計算機の高速化、量子化学計算プログラムの普及により、計算化学は実験データの再現や解釈を越え、「予測する化学理論」としての役割が期待される時代になりました。我々は、電子状態計算に基づき化学反応のメカニズムとダイナミクスを調べることのできる理論計算スキームの確立を目指し、固有反応座標 (IRC)を超えた反応経路動力学、ab initio molecular dynamics(AIMD)法、先進電子状態理論、インフォマティクス、近接場分光理論などの理論・プログラム開発を進めています。さらに実験研究と連携して、励起状態反応ダイナミクスの機構解明や元素戦略に基づく新規触媒提案など応用課題に取り組んでいます。

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動的経路が固有反応座標(IRC)からなる静的反応経路網を超えて行く様子
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シス-スチルベンのトランス体への光異性化とDHP体への光環化の様子
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理論計算が提案して実験実証に成功した新しい酸素還元 触媒:BN/Au(111)

代表的な研究業績

Analyses of trajectory on-the-fly based on the global reaction route map, T. Tsutsumi, Y. Harabuchi, Y. Ono, S. Maeda, and T. Taketsugu, Phys. Chem. Chem. Phys., 2018, 20, 1364-1372 (2018).
Intrinsic Reaction Coordinate: Calculation, Bifurcation, and Automated Search, S. Maeda, Y. Harabuchi, Y. Ono, T. Taketsugu, and K. Morokuma, Int. J. Quantum Chem. (Special Issue: Theoretical Chemistry in Japan), 2015, 115, 258-269.(Cover Art)
Boron nitride nanosheet on gold as an electrocatalyst for oxygen reduction reaction – Theoretical suggestion and experimental proof, K. Uosaki, G. Elumalai, H. Noguchi, T. Masuda, A. Lyalin, A. Nakayama, and T. Taketsugu, J. Am. Chem. Soc. (Communication), 2014, 136, 6542-6545.
Ab initio molecular dynamics simulation of photoisomerization in azobenzene in the nπ* state, Y. Ootani, K. Satoh, A. Nakayama, T. Noro, and T. Taketsugu, J. Chem. Phys., 2009, 131, 194306.
Spectroscopic Tracking of Structural Evolution in Ultrafast Stilbene Photoisomerization, S. Takeuchi, S. Ruhman, T. Tsuneda, M. Chiba, T. Taketsugu, and T. Tahara, Science, 2008, 322, 1073-1077.

関連産業分野

化学, 情報通信業, 医薬品
学位博士(工学)
自己紹介

宝塚出身です。これまで主に理論・計算化学による光反応・触媒反応の解明に携わってきました。趣味は読書と音楽鑑賞で、運動不足解消のため早歩きを心がけています。

学歴・職歴1989年 東京大学工学部合成化学科 卒業
1991年 東京大学大学院工学系研究科工業化学専攻 修士 課程修了
1994年 東京大学大学院工学系研究科工業化学専攻 博士 後期課程修了
1994年 アイオワ州立大学(米国) 博士研究員
1995年 東京大学 大学院工学系研究科応用化学専攻 助手
1999年 お茶の水女子大学 理学部化学科 助教授
2000年 ケンブリッジ大学(英国) 客員教授(6ヶ月)
2005年- 北海道大学大学院理学研究科 (現:理学研究院) 教授
所属学会日本化学会, アメリカ化学会, 分子科学会, 理論化学会
プロジェクト文部科学省世界トップレベル研究拠点プログラム「化学反応創成研究拠点」
文部科学省元素戦略プロジェクト「研究拠点形成型」「実験と理論計算科学のインタープレイによる触媒・電池の元素戦略研究拠点」
フォトエキサイト二クス研究拠点
居室理学部7号館 7-501号室