Journal of Computer Chemistry, Japan
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12 巻 , 4 号
選択された号の論文の7件中1~7を表示しています
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巻頭言
ハイライト
研究論文
  • Kimichika FUKUSHIMA, Hikaru SATO
    12 巻 (2013) 4 号 p. 197-203
    公開日: 2013/12/25
    [早期公開] 公開日: 2013/10/18
    ジャーナル フリー
    An anion (negative ion) such as O2−, which is stable in a molecule/solid, sometimes cannot bind an attached electron in a vacuum and emits an electron. To describe an anion, the author previously developed the SIWB (surrounding or solid Coulomb-potential-induced well for basis set) method for a linear combination of atomic orbitals (LCAO) calculated numerically in a discrete variational (DV) density functional theory (DFT). For the generation of basis atomic orbitals, the DV method usually adds a well potential to the potential for electrons to stabilize the electrons. There was no reasonable method for determining the depth and radius of the well and the usual well depth has a relatively deep value of about −1 Eh independent of electron attachment tendency. In contrast, the SIWB method adds a well potential solely for generating and improving anion basis atomic orbital functions and uniquely determines the depth and radius of the well, which is relatively shallow, considering the Coulomb potential arising from the surrounding nuclei and electron cloud in a molecule/solid. This article aims to attempt calculations for the one-electron wave function of a molecule including an anion using the finite element method, which adopts a basis set localized in a small region on a space lattice that is suitable for the wave function behavior of an anion. The finite element results were compared not only to results from the usual LCAO method with a relatively deep well (denoted as LCAO−N), but also to those from the improved LCAO method with the SIWB scheme (denoted as LCAO−SIWB). It emerged from the present study that the finite element results for the anion are consistent with the LCAO−SIWB results.
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  • 安藤 格士, 伊東 聖剛, 山登 一郎
    12 巻 (2013) 4 号 p. 204-214
    公開日: 2013/12/25
    [早期公開] 公開日: 2013/12/10
    ジャーナル フリー
    現在,各種オーム研究の進展により得られる網羅的な情報を使用した細胞シミュレーションが可能な環境が整いつつある.本研究では細胞全体の挙動をシミュレーションするためにセルラーシミュレータの開発を行った.本ソフトは以下の2点を特徴としている. 1. 生化学的に意味のあるシミュレータを目指し,可能な限り生化学データを使用する. 2. 細胞全体の挙動を予測するため,本ソフト内に様々な反応プロセスを統合する. KmkcatKaなどのシミュレーションに必要な実験データを文献から収集し,グルコースとラクトースの存在下で生育する大腸菌の遺伝子発現・代謝ネットワークシミュレーションを行った.この系には遺伝子発現制御系(ラクトースオペロン,lacI遺伝子,crp遺伝子)と代謝系(解糖系,ラクトース分解系),リン酸リレー情報伝達系(phosphotransferase system, PTS)が含まれている.その結果,まずグルコースを利用し,その後ラクトースを利用し,二段階生育を示すという特徴的な現象(diauxie)を再現することが出来た.また,これまでdiauxieにはグルコース存在下におけるPTS経路を介したラクトース取り込み阻害(inducer exclusion)とグルコース代謝時のcAMP生成抑制(カタボライト抑制)が重要とされてきた.しかし近年,グルコース代謝時とラクトース代謝時におけるcAMPとCRP (cAMP receptor protein)の濃度に大きな変化がないことが示された.そこでcAMP:CRP複合体の濃度を基底レベルの1 μMで一定としてシミュレーションを行ったところdiauxieの現象に影響がなかった.これはinducer exclusionがdiauxieの主因であるという実験結果を裏付けている.
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  • Katsuyuki SHIZU, Tohru SATO, Kazuyoshi TANAKA
    12 巻 (2013) 4 号 p. 215-221
    公開日: 2013/12/25
    [早期公開] 公開日: 2013/12/18
    ジャーナル フリー
    The 1/Nπ relationship states that the reorganization energy λ of a molecule associated with charge transport is inversely proportional to the number Nπ of sites or π electrons involved in a π state of the molecule: λ∝1/Nπ. We investigated the fundamental question of how λ is influenced by Nπ, from the perspective of the vibronic coupling density. Vibronic coupling density analysis showed that symmetric distribution of the electron-density difference Δρ is essential for this relationship. The relationship can be more precisely rephrased as the size of the vibronic coupling constant is inversely proportional to the square-root of the number of sites over which Δρ is delocalized. Our findings provide not only a fundamental understanding of the 1/Nπ relationship, but also a practical approach to the molecular design of functional materials through controlling Δρ and vibronic couplings.
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  • 植村 豪, 小寺 厚, 津島 将司, 河村 雄行, 平井 秀一郎
    12 巻 (2013) 4 号 p. 222-229
    公開日: 2013/12/25
    ジャーナル フリー
    CO2を用いた原油増進回収(Enhanced Oil Recovery, EOR)は,原油が取り残された油田にCO2を圧入することで原油回収率を高める技術であり,原油の増産と同時に二酸化炭素の隔離が可能な技術として,近年注目されている.EORでは油田中に圧入されたCO2が残存油に溶解することで,粘性低下,体積膨張など,油の物理化学的性状が変化し,原油回収率が高まるとされている.油へのCO2の溶解が原油回収率の向上と密接に関係していると考えられるものの,CO2の溶解に関するメカニズムは未だ解明されていない.このため,本研究では油へのCO2の溶解に関して分子論的な知見を得ることを目的とし,分子動力学シミュレーションを行った.単成分系を仮定した油(シクロヘキサン,C6H12)を用い,CO2が溶解した平衡状態において解析を行い,さらに分子間相互作用の一つであるクーロン相互作用が溶解現象に及ぼす影響についても考察した.その結果,油に対してCO2がクラスター構造を伴って溶解していることを示した.
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ノート
  • Amih SAGAN, 田島 澄恵, 中山 尚史, 長嶋 雲兵, 寺前 裕之, 長岡 伸一
    12 巻 (2013) 4 号 p. 230-234
    公開日: 2013/12/25
    ジャーナル フリー
    1s電子により結合を形成するH2+, H2, HeH+, He2+, He22+について,平衡核間距離とポテンシャルエネルギー曲面,および軌道相互作用を解析した.平衡核間距離は,UMP2/6–311++G**レベルでそれぞれ1.0496,0.738,0.785,1.086,0.712 Å (1 Å = 1−10m)であり,それぞれの大小関係を電子反発と軌道相互作用で説明することができた.但しHe2+の核間距離がHe22+より長いのは,He22+の反結合性軌道に電子が入ったためと考えられるが,H2+より短いので,Heの1sの半径がHのそれに比べて短いことに起因している可能性もある.
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