東北大学
学際科学フロンティア研究所

新領域創成研究部

馬渕 拓哉Takuya Mabuchi

助教物質材料・エネルギー

メンター教員
教授
徳増 崇(流体科学研究所)
研究分野 材料工学、分子生物学
主な研究テーマ
  • 水素製造効率化に向けた高次構造制御による高機能電解質膜の理論設計
  • 選択的イオン透過機能を有する人工チャネルの理論設計指針の確立
  • 溶液中におけるタンパク質・高分子の集合体および液液相分離構造形成現象の解明
所属学会 日本機械学会、日本伝熱学会、電気化学会、分子シミュレーション学会
研究概要  

小さな分子、特にイオンが複雑に入り組んだ構造の中を輸送するとき、どのような経路を輸送し、どのくらいの速さで(伝導・拡散)することができるのか?ナノスケールの世界で起きているイオン輸送現象は、生体分子(生命科学)から高分子材料(材料科学)まで、幅広い分野で重要な役割を担っています。私たちはこういった実験では見ることの難しい時空間スケールの現象を理論(分子シミュレーション)を用いて解明し、理論的に高効率かつ高機能な分子設計を行い、創薬・材料開発への展開を目指しています。

理論・計算化学の手法、特に分子動力学(MD: Molecular Dynamics)法を基盤として研究を行っています。生体分子や高分子システムで起きている幅広い時空間スケールの動的性質(ダイナミクス)を解析するためには、時空間スケールの異なる計算手法を組み合わせたマルチスケールシミュレーション技術が重要です。量子化学計算や反応MDを用いた化学反応およびイオン輸送現象から粗視化MDを用いたタンパク質・高分子の高次構造形成現象までマルチスケールの動的現象に興味を持っています。

マルチスケールシミュレーションの概念図

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