研究者情報

堤 拓朗

助教

TSUTSUMI Takuro

溶液ダイナミクスの分子論的理解

化学部門 物理化学分野

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研究テーマ

次元縮約法を利用した化学反応解析理論の開発と溶液ダイナミクス解析への展開

研究分野理論化学, 計算化学, 反応動力学, 情報科学, 高分子化学
キーワード第一原理分子動力学, 分子シミュレーション, 反応経路解析, 次元縮約, インフォマティクス, 光化学

研究紹介

理論化学を用いた反応解析法には、反応物から生成物に至る最小エネルギー経路に着目した『反応経路解析法』と原子核運動に着目した『反応動力学解析法』があります。私は両者の長所を取り入れた化学反応解析理論の確立を目指して研究を進めてきました。これまでに情報科学的手法である次元縮約法を利用することで、反応経路ネットワークを特徴づけるような座標軸を自動抽出する『反応空間投影法(ReSPer)』を開発し、少数座標軸によって定義される低次元反応空間の構築に取り組んできました。さらに、分子動力学シミュレーションの結果を低次元反応空間に射影する方法論を開発することで、化学反応機構に関する動力学的側面を明らかにしてきました(下図)。現在は、反応空間投影法を溶液中の高分子ダイナミクス解析へ展開することで、汎用的な溶液ダイナミクス解析法の確立や高分子物性発現の分子論的理解に取り組んでいます。

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反応空間投影法(ReSPer)による低次元反応空間構築と動的反応過程の射影

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.
Visualization of reaction route map and dynamical trajectory in reduced dimension,
T. Tsutsumi, Y. Ono, T. Taketsugu,
Chem. Commun., 2021, 57, 11734-11750.
Reaction Space Projector (ReSPer) for Visualizing Dynamic Reaction Routes Based on Reduced-Dimension Space,
T. Tsutsumi, Y. Ono, T. Taketsugu,
Top. Curr. Chem. (Z), 2022, 380, 19.
Multi-state Energy Landscape for Photoreaction of Stilbene and Dimethyl-stilbene ,
T. Tsutsumi, Y. Ono, T. Taketsugu,
J. Chem. Theory Comput., 2022, 18, 7483.
Real-Time Probing of an Atmospheric Photochemical Reaction by Ultrashort Extreme Ultraviolet Pulses: Nitrous Acid Release from o-Nitrophenol,
Y. Nitta, O. Schalk, H. Igarashi, S. Wada, T. Tsutsumi, K. Saita, T. Taketsugu, T. Sekikawa,
J. Phys. Chem. Lett., 2021, 12, 674-679.

関連産業分野

化学, 高分子科学
学位博士(理学)
自己紹介

子供の頃からフラスコを爆発させて実験しているような博士に憧れて化学科を志望しました。現在ではコンピュータを用いた計算化学に取り組んでいます。コンピュータは爆発することはありませんが、学生と一緒に刺激的な毎日を過ごしています。

学歴・職歴2016年 北海道大学 理学部化学科 卒業
2016年 北海道大学 物質科学フロンティアを開拓するAmbitiousリーダー育成プログラム (3期生)
2018年 北海道大学 大学院総合化学院 総合化学専攻 修士課程 修了
2018年 日本学術振興会 特別研究員 (DC1)
2021年 北海道大学 大学院総合化学院 総合化学専攻 博士後期課程 修了
2021年 北海道大学 大学院理学研究院 化学部門 博士研究員
2022年 北海道大学 大学院理学研究院 化学部門 アンビシャス特別助教
2022年 北海道大学 創成研究機構 L-Station 兼務
2023年 - 現職
所属学会日本化学会, 理論化学会, 分子科学会
居室理学部7号館 7-215号室