2021/12/09 更新

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イソベ ヒロシ
磯部 寛
ISOBE Hiroshi
所属
異分野基礎科学研究所 准教授(特任)
職名
准教授(特任)
外部リンク

学位

  • 博士(理学) ( 大阪大学 )

  • 修士(理学) ( 大阪大学 )

研究分野

  • 自然科学一般 / 生物物理、化学物理、ソフトマターの物理

学歴

  • 大阪大学理学部化学科    

    1993年4月 - 1996年3月

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    国名: 日本国

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経歴

  • 岡山大学異分野基礎科学研究所   特別契約職員准教授

    2016年4月 - 現在

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    国名:日本国

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  • 岡山大学大学院自然科学研究科   特別契約職員准教授

    2015年10月 - 2016年3月

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    国名:日本国

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  • 岡山大学大学院自然科学研究科   特別契約職員助教

    2012年8月 - 2015年9月

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    国名:日本国

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所属学協会

  • 日本化学会

    2001年2月 - 現在

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論文

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書籍等出版物

  • 金属錯体の量子・計算化学(錯体化学会選書10)

    磯部 寛, 田中 晃二( 範囲: ルテニウム錯体の構造と反応性(第5章2節))

    三共出版  2014年10月  ( ISBN:4782707096

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    総ページ数:529   記述言語:日本語

    CiNii Books

    ASIN

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MISC

講演・口頭発表等

  • 新たな水分子の結合によって誘起される高酸化状態Mnクラスターの構造緩和過程に関する理論的研究

    磯部 寛, 鈴木孝義, 沈 建仁, 庄司光男, 山口 兆

    新学術領域「光合成分子機構の学理解明と時空間制御による革新的光―物質変換系の創製」第3回公開シンポジウム  2021年1月22日 

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    開催年月日: 2021年1月22日 - 2021年1月23日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Theoretical Analysis of the Electronic and Spin Structures of the Oxygen-Evolving Complex

    Hiroshi Isobe, Misuto Shoji, Takayoshi Suzuki, Jian-Ren Shen, Kizashi Yamaguchi

    International Conference on Artificial Photosynthesis-2019 (ICARP2019)  2019年11月23日 

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    開催年月日: 2019年11月21日 - 2019年11月24日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 光合成Mnクラスターの構造変化とスピン転移の相関および基質活性化に関する理論的研究

    磯部 寛

    新学術領域「光合成分子機構の学理解明と時空間制御による革新的光―物質変換系の創製」第2回公開シンポジウム  2019年1月13日 

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    開催年月日: 2019年1月13日 - 2019年1月14日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Density Functional Study on Chemical Equilibria in the S3 State of the Oxygen-Evolving Complex of Photosystem II

    Hiroshi Isobe, Misuto Shoji, Takayoshi Suzuki, Jian-Ren Shen, Kizashi Yamaguchi

    5th International Workshop on Solar Energy for Sustainability  2018年3月20日 

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    開催年月日: 2018年3月20日 - 2018年3月22日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Geometric and Electronic Structures of the Mn4CaO5 in the Oxygen-Evolving Complex

    Hiroshi Isobe

    Japan-France Joint Workshop on the Structure and Function of Photosystem II  2017年12月7日 

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    開催年月日: 2017年12月7日 - 2017年12月8日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 光合成マンガンクラスターの構造と電子状態に関する理論的研究

    磯部 寛

    第7回NTChemワークショップ  2017年3月15日 

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    開催年月日: 2017年3月15日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Density Functional Study on Structural Trends of the Mn4CaO5 Cluster in Oxygen-Evolving Complex of Photosystem II

    Hiroshi Isobe, Mitsuo Shoji, Jian-Ren Shen, Kizashi Yamaguchi

    17th International Congress on Photosynthesis Research  2016年8月7日 

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    開催年月日: 2016年8月8日 - 2016年8月12日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Magneto-Structural Correlations. I. Magnetic Interaction Parameters in the S2 state of the Oxygen-Evolving Complex in Photosystem II

    H. Isobe, M. Shoji, S. Yamanaka, Y. Umena, K. Kawakami, N. Kamiya, J.-R. Shen, K. Yamaguchi

    16th International Congress on Photosynthesis Research  2013年8月13日 

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    開催年月日: 2013年8月11日 - 2013年8月16日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Theoretical Study of Artificial and Natural Water Oxidation

    H. Isobe, M. Shoji, S. Yamanaka, Y. Umena, K. Kawakami, N. Kamiya, K. Tanaka, J.-R. Shen, K. Yamaguchi

    The 1st Awaji International Workshop on Electron Spin Science & Technology: Biological and Materials Science Oriented Applications  2013年6月16日 

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    開催年月日: 2013年6月17日 - 2013年6月18日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • PSIIにおけるCaMn4O5クラスターの理論計算

    磯部 寛, 庄司光男, 山中秀介, 梅名泰史, 川上恵典, 沈 建仁, 神谷信夫, 山口 兆

    第54回日本植物生理学会年会  2013年3月21日 

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    開催年月日: 2013年3月21日 - 2013年3月23日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Redox properties of ruthenium complexes containing quinone ligands: a hybrid density functional study

    Hiroshi Isobe, Koji Tanaka, Jian-Ren Shen, Kizashi Yamaguchi

    Okayama University International Symposium “Structure and Dynamics of photosynthetic Systems”  2012年10月22日 

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    開催年月日: 2012年10月23日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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共同研究・競争的資金等の研究

  • 光合成マンガンクラスターに酸素発生機能をもたらす基本原理の抽出と検証

    研究課題/領域番号:20H05103  2020年04月 - 2022年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)  新学術領域研究(研究領域提案型)

    磯部 寛

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    配分額:6500000円 ( 直接経費:5000000円 、 間接経費:1500000円 )

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  • 光合成マンガンクラスターに酸素発生機能をもたらす基本原理の抽出と検証

    研究課題/領域番号:18H05167  2018年04月 - 2020年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)  新学術領域研究(研究領域提案型)

    磯部 寛

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    配分額:6500000円 ( 直接経費:5000000円 、 間接経費:1500000円 )

    水を分解し生物の生存に必要な酸素を作り出す触媒であるMn4CaO5クラスターは、電子の授受に伴ってその構造を巧妙に変化させることで触媒活性を示す。本研究では、機能を発現する上で本質的に重要だと考えられる概念や原理・法則を見出すため、電子の属性である「電荷」と「スピン」に着目して、触媒がどのように化学反応を進めているのかを調べた。その結果、Mnクラスターが外部刺激に応答してその物理化学的挙動を変化させるスイッチング機能をもっていることが判明した。スイッチングは、基質水分子が高い酸化状態にあるクラスターの配位不飽和金属サイトに結合することでトポロジカル構造が異なる構造異性体と金属の電荷状態の間の対応関係が反転する現象を利用して、分子レベルで起こる。この機構において重要な役割を果たしているのが、基本構成原子であるMnイオンの電荷とスピンの可変性である。特に、Mn3+はヤーン・テラー(JT)効果によりeg軌道から生じる極めて強い方向性をもち、配位子の原子軌道と効果的な重なりを形成する。基質が捕捉されてスイッチがONになると、各MnイオンのJT歪みに起因する局所配位構造変化と電荷状態変化が協応し、ある特定の全体構造変化が誘起されることで、JT軸が1つに集まるクラスター内部の疎水空間において金属と基質間の共有結合性が高まる。この協同効果により、基質の結合により引き起こされる金属の電荷状態変化を金属と基質間の多電子移動として効率よく取り出せるようになる。つまり、スイッチ機能により、非常に困難な水の酸化反応を、適切なタイミングで、高い収率で、限りなく低い過電圧で触媒することができるようになると同時に、電荷担体の流れに整流性が発現する。このような触媒・整流器としての作動が分子レベルで可能になるのは、JT効果を鍵要素とする構成原子が「歪んだ椅子」を形成するように配置されているからに他ならない。

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