Department of Materials and Life Sciences

南部 伸孝

ナンブ シンコウ  (Nambu Shinkoh)

基本情報

所属
上智大学 理工学部物質生命理工学科 教授
学位
博士(理学)(慶應義塾大学)

連絡先
shinkoh.nanbusophia.ac.jp
通称等の別名
Shinkoh NANBU
研究者番号
00249955
J-GLOBAL ID
200901062366264730
researchmap会員ID
1000144738

1988年4月-1994年3月
慶應義塾大学理工学部化学科,岩田末廣教授の指導のもと,電子励起状態の研究とともに核の運動に関する理論的研究を実施。
1994年4月-1997年3月
分子研理論研究系分子基礎理論第二,中村宏樹教授および,カナダのWaterloo大学,F. O. Goodman教授とともに共同研究を行い,非断熱遷移に特有な現象を利用した分子スイッチの可能性について提案。
1995年9月-2002年3月
計算科学研究センター,青柳睦前助教授(現在は,九州大学 情報基盤センター教授)とともに分子の高振動励起状態の研究を実施。
1999年6月-1999年12月
米国イリノイ州アルゴンヌ国立研究所にて訪問研究員として従事し,理論化学部門Stephen K. Gray教授のもと,多原子分子への応用が可能である遷移状態波束動力学計算の開発を実施。
1994年4月-現在
素反応過程の研究を中心に電子励起状態と反応動力学の研究を実施。特に,多自由度系への新展開を目指しプログラム開発を実施。一方,スーパーコンピュータの能力を活用し,機能分子,タンパク質の機能及び生理活性分子の探索を実施。

2015年-2016年 上智大学大学院 理工学研究科 理工学専攻 化学領域主任
2012年-2013年 上智大学大学院 学務委員会委員(理工委員)
2010年-2012年 上智大学大学院 理工学研究科 理工学専攻 化学領域主任
2012年  上智大学 理工学部 推進委員
2012年- 上智大学 地球環境研究所員

(研究テーマ)
非断熱現象を利用した物質の機能発現と反応制御
分子高次系機能解明のための分子科学 -先端計測法の開拓による素過程的理解
光に応答する生体分子の非断熱動力学シミュレーション
温暖化関連ガス循環解析のアイソトポマーによる高精度化の研究(サブテーマ)理論計算によるアイソトポマー分別係数の決定
生体調整ペプチドの科学的基盤構築
アイソトポマーの計測・解析技術開発による物質循環解析
Photo-chemical reaction in condensed phase
生体分子の構造と光応答の相関に対する非断熱遷移動力学法によるアプローチ

(共同・受託研究希望テーマ)
フォトクロミック現象の理論的解明と応用


学歴

 3

論文

 134

MISC

 9
  • 杉山数馬, 吉永竜平, 橋本剛, 南部伸孝, 早下隆士, 欅田英之, 江馬一弘
    応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 67th 2020年  
  • 羽根田涼, 杉山数馬, 藤澤真友子, 欅田英之, 江馬一弘, 橋本剛, 早下隆士, 南部伸孝
    分子科学討論会講演プログラム&要旨(Web) 12th 2018年  
  • Toshimasa Ishida, Shinkoh Nanbu, Hiroki Nakamura
    INTERNATIONAL REVIEWS IN PHYSICAL CHEMISTRY 36(2) 229-285 2017年  査読有り招待有り
    It is now confirmed that the Zhu-Nakamura (ZN) theory of nonadiabatic transition is useful to investigate various nonadiabatic chemical dynamics. The theory, being one-dimensional, presents a whole set of analytical formulas that enables us to treat the dynamics efficiently. It is also quite significant that classically forbidden transitions can be dealt with analytically. The theory can be combined with the trajectory surface hopping (TSH) method (ZN-TSH) and is demonstrated to be useful to clarify the dynamics of not only simple tri-atomic reactions but also large chemical systems. The whole set of analytical formulas directly applicable to practical systems is summarised and the applications to polyatomic systems are illustrated. Examples of polyatomic molecules are H2SO4, NH3, indolylmaleimide, cyclohexadiene (CHD), and retinal. The Fortran code for the whole set of ZN formulas is provided in Appendix for the convenience of a reader who is interested in using them. The ZN-TSH method can be combined with the QM/MM method to clarify reaction dynamics in the surrounding environment. This is named as ZN-QM/MM-TSH. The particle-mesh Ewald (PME) method can also be combined with ZN-TSH to clarify reaction dynamics in solutions. This is named as ZN-PME-TSH. Formulations of these methods are presented together with practical applications. Examples treated by ZN-QM/MMTSH are photoisomerization dynamics of retinal chromophore embedded in the protein environment. The differences in the isomerization mechanisms between rhodopsin and isorhodopsin are made clear. The faster and more efficient isomerization of rhodopsin compared to isorhodopsin is nicely reproduced. Examples of reactions in solutions are photoisomerizations of retinal and CHD. The experimentally observed long life time of the excited state of retinal is reproduced and is found to be due to the long-range solvation effect. The solvent dependent branching ratios of CHD: hexatriene (HT) are clarified for the ethanol and hexane solvents by the ZN-PME-TSH method. Both ZN-QM/MM-TSH and ZN-PME-TSH are thus demonstrated to be promising methods to deal with a wide range of nonadiabatic dynamics in large chemical and biological systems.
  • 赤間 知子, 小林 理, 南部 伸孝, 武次 徹也
    ケモインフォマティクス討論会予稿集 2016 P10 2016年  
    時間依存Schrödinger方程式やその近似式は、実時間発展により超高速現象である電子ダイナミクスを記述できる。しかし、これらの時間微分方程式を解くための時間発展の計算は、高いコストを要することが多く、これまで適用が限られていた。一方、核波束ダイナミクスの分野では、Chebyshev多項式の3項間漸化式を用いて時間発展を行う実核波束発展法が開発され、計算コストの大幅な削減に成功している。そこで本研究では、実核波束発展法を参考に、効率的な時間発展法として3項間漸化式(3TRR)法を開発した。3TRR法では、演算子変換の導入によって導かれる3項間漸化式を用いて、変換されたエネルギー・時間軸上で効率的に計算を行う。元のエネルギーと時間を得るのに必要な逆変換の式の導出も行った。3TRR法を、電子ダイナミクスを記述するRT-TDHF/TDDFT計算に適用し、計算の効率化を目指した。
  • Shinkoh Nanbu, Toshimasa Ishida, Hiroki Nakamura
    CHEMICAL SCIENCE 1(6) 663-674 2010年  査読有り招待有り筆頭著者責任著者
    A variety of chemical phenomena are governed by non-adiabatic transitions at conical intersections of potential energy surfaces, if not directly, but indirectly in the midst of the processes. In other words, the non-adiabatic transition makes one of the most significant key mechanisms in chemical dynamics. Since the basic analytical theory is now available to treat the transitions, it is possible to comprehend the dynamics of realistic chemical and biological systems with the effects of transitions taken into account properly. Another important quantum mechanical effect of tunneling can also be taken into account. Furthermore, it becomes feasible to control chemical dynamics by controlling the non-adiabatic transitions at conical intersections, and also to develop new molecular functions by using peculiar properties of non-adiabatic transitions. These may be realized, if we apply appropriately designed laser fields. This perspective review article explains the above mentioned ideas based on the authors' recent activities. The non-adiabatic chemical dynamics is expected to open a new dimension of chemistry.

書籍等出版物

 14

講演・口頭発表等

 233

所属学協会

 6

共同研究・競争的資金等の研究課題

 33

社会貢献活動

 26