2025/12/05 更新

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ナガイ テツロウ
永井 哲郎
Tetsuro Nagai
所属
学術研究院先鋭研究領域(異分野基礎) 准教授
職名
准教授
外部リンク

学位

  • 博士(理学) ( 名古屋大学 )

研究キーワード

  • 分子動力学

  • 生物物理

  • 計算化学

  • シミュレーション

学歴

  • 名古屋大学   Graduate School of Science   Division of Material Science

    - 2013年3月

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経歴

  • 岡山大学   異分野基礎科学研究所   准教授

    2025年10月 - 現在

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  • 福岡大学   理学部化学科   助教

    2022年4月 - 2025年9月

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    国名:日本国

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  • 東京大学   大学院新領域創成科学研究科   特任助教

    2020年4月 - 2022年3月

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  • 名古屋大学   大学院工学研究科 応用物質化学専攻 応用物理化学   特任助教

    2019年4月 - 2020年3月

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  • 名古屋大学   大学院理学研究科 物質理学専攻   助教

    2016年1月 - 2019年3月

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  • 立命館大学   生命科学部   助教

    2013年4月 - 2015年12月

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  • 愛知工業大学   非常勤講師

    2012年10月 - 2013年3月

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委員歴

  • 日本物理学会   計算物理領域運営委員 (高性能計算)  

    2025年4月 - 2026年3月   

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  • 日本物理学会   領域12領域運営委員(化学物理)  

    2023年4月 - 2024年3月   

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  • 科学技術・学術政策研究所(NISTEP) 専門調査委員  

    2018年4月 - 現在   

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    団体区分:政府

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論文

  • Hierarchical dynamics of hydronium ions in polymer electrolyte membranes revealed by all-atom molecular dynamics simulations 招待 査読

    Taketoshi Kitagawa, Yusuke Yasuda, Tetsuro Nagai, Kazushi Fujimoto

    The Journal of Chemical Physics   2025年10月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1063/5.0293744

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  • Shear and Structural Relaxation in Superconcentrated Lithium Bis(trifluoromethanesulfonyl)amide Aqueous Solutions. 査読 国際誌

    Yuta Seike, Keiji Yasuda, Tsuyoshi Yamaguchi, Tetsuro Nagai, Koji Yoshida, Takeshi Yamada

    The Journal of Physical Chemistry. B   2025年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Superconcentrated aqueous electrolyte solutions have been actively studied since the first report on lithium-ion batteries operating with superconcentrated aqueous solutions of lithium salt. One of the drawbacks of superconcentrated electrolytes is their high viscosity, which reduces ionic conductivity and adversely affects battery performance. In this work, we investigated the concentration- and frequency-dependent viscosity and microscopic dynamics of aqueous lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)amide (LiTFSA) solutions using shear relaxation and quasi-elastic neutron scattering (QENS) spectroscopies. They are compared with each other to reveal the mechanism of viscosity and to provide novel insights into their fundamental physicochemical behavior. As the concentration increased from 3 to 21 molal, a strong increase in viscosity and a significant retardation of shear relaxation were observed. The comparison between the shear relaxation and QENS shows that the wavenumber of their matching shifts to lower wavenumbers as the concentration is reduced, which suggests that the spatial scale of the liquid structure is enlarged with decreasing concentration. As a result, we observed viscoelastic relaxation even in the low-viscosity region because of a characteristic heterogeneous structure absent in other normal liquids.

    DOI: 10.1021/acs.jpcb.5c04968

    PubMed

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  • Large-Scale Molecular Dynamics of Anion-Exchange Membranes: Molecular Structure of QPAF-4 and Water Transport 査読

    Tetsuro Nagai, Takumi Kawaida, Koji Yoshida

    Membranes   2025年9月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3390/membranes15090266

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  • All-Atom Molecular Dynamics Analysis of the Self-Assembly Process of Polyoxyethylene Alkyl Ethers in Water 査読

    Kotaro Iwasaki, Hiromi Baba, Tetsuro Nagai, Susumu Okazaki

    The Journal of Physical Chemistry B   2025年6月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/acs.jpcb.5c00690

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  • Machine Learning Model to Predict Free-Energy Landscape and Position-Dependent Diffusion Constant to Extend the Scale of Dynamic Monte Carlo Simulations 査読

    Tetsuro Nagai, Nobuaki Kikkawa, Ryosuke Jinnouchi, Masayuki Kimura, Susumu Okazaki

    JOURNAL OF CHEMICAL THEORY AND COMPUTATION   21 ( 5 )   2598 - 2611   2025年2月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/acs.jctc.4c01552

    Web of Science

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  • Structural Analysis of Surface and Interfacial Water by Synchrotron Radiation X-rays 査読

    Koji Yoshida, Tetsuro Nagai, Toshi Yamaguchi

    BUNSEKI KAGAKU   74 ( 9 )   437 - 445   2025年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Deterministic Path Search Algorithm on Free-Energy Landscape Using Random Grids 査読

    Tetsuro Nagai, Koji Yoshida

    Journal of the Physical Society of Japan   93 ( 8 )   2024年8月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Physical Society of Japan  

    DOI: 10.7566/jpsj.93.084805

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  • In-situ observation of an anion exchange membrane at various humidity by X-ray scattering 査読

    Koji Yoshida, Tetsuro Nagai, Koji Ohara, Yuto Shirase, Kenji Miyatake, Junji Inukai

    Journal of Molecular Liquids   391   123197 - 123197   2023年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.molliq.2023.123197

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  • NaClO4 Ethylene Glycol–Water Binary Solution as an Electrolyte for Aqueous Sodium Ion Batteries 査読

    Ayuko KITAJOU, Tatsuya MITSUYASU, Tetsuro NAGAI, Koji YOSHIDA, Wataru KOBAYASHI

    Electrochemistry   91 ( 11 )   117002 - 117002   2023年11月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:The Electrochemical Society of Japan  

    DOI: 10.5796/electrochemistry.23-00086

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  • An exa-scale high-performance molecular dynamics simulation program: MODYLAS 招待 査読

    Yoshimichi Andoh, Shin-ichi Ichikawa, Tatsuya Sakashita, Kazushi Fujimoto, Noriyuki Yoshii, Tetsuro Nagai, Zhiye Tang, Susumu Okazaki

    The Journal of Chemical Physics   158 ( 19 )   194803   2023年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AIP Publishing  

    A new version of the highly parallelized general-purpose molecular dynamics (MD) simulation program MODYLAS with high performance on the Fugaku computer was developed. A benchmark test using Fugaku indicated highly efficient communication, single instruction, multiple data (SIMD) processing, and on-cache arithmetic operations. The system’s performance deteriorated only slightly, even under high parallelization. In particular, a newly developed minimum transferred data method, requiring a significantly lower amount of data transfer compared to conventional communications, showed significantly high performance. The coordinates and forces of 101 810 176 atoms and the multipole coefficients of the subcells could be distributed to the 32 768 nodes (1 572 864 cores) in 2.3 ms during one MD step calculation. The SIMD effective instruction rates for floating-point arithmetic operations in direct force and fast multipole method (FMM) calculations measured on Fugaku were 78.7% and 31.5%, respectively. The development of a data reuse algorithm enhanced the on-cache processing; the cache miss rate for direct force and FMM calculations was only 2.74% and 1.43%, respectively, on the L1 cache and 0.08% and 0.60%, respectively, on the L2 cache. The modified MODYLAS could complete one MD single time-step calculation within 8.5 ms for the aforementioned large system. Additionally, the program contains numerous functions for material research that enable free energy calculations, along with the generation of various ensembles and molecular constraints.

    DOI: 10.1063/5.0144361

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  • Prediction of self‐diffusion coefficients of chemically diverse pure liquids by all‐atom molecular dynamics simulations 査読

    Hiromi Baba, Ryo Urano, Tetsuro Nagai, Susumu Okazaki

    Journal of Computational Chemistry   43 ( 28 )   1892 - 1900   2022年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    Abstract

    Molecular self‐diffusion coefficients underlie various kinetic properties of the liquids involved in chemistry, physics, and pharmaceutics. In this study, 547 self‐diffusion coefficients are calculated based on all‐atom molecular dynamics (MD) simulations of 152 diverse pure liquids at various temperatures employing the OPLS4 force field. The calculated coefficients are compared with experimental data (424 extracted from the literature and 123 newly measured by pulsed‐field gradient nuclear magnetic resonance). The calculations well agree with the experimental values. The determination coefficient and root mean square error between the observed and calculated logarithmic self‐diffusion coefficients of the 547 entries are 0.931 and 0.213, respectively, demonstrating that the MD calculation can be an excellent industrial tool for predicting, for example, molecular transportation in liquids such as the diffusion of active ingredients in biological and pharmaceutical liquids. The self‐diffusion coefficients collected in this study are compiled into a database for broad researches including artificial intelligence calculations.

    DOI: 10.1002/jcc.26975

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    その他リンク: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full-xml/10.1002/jcc.26975

  • Global diffusion of hydrogen molecules in the heterogeneous structure of polymer electrolytes for fuel cells: Dynamic Monte Carlo combined with molecular dynamics calculations. 査読 国際誌

    Tetsuro Nagai, Susumu Okazaki

    The Journal of Chemical Physics   157 ( 5 )   054502 - 054502   2022年8月

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    担当区分:筆頭著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Using our recently developed dynamic Monte Carlo (MC) method [Nagai et al., J. Chem. Phys. 156, 154506 (2022)], we investigated the global diffusion of hydrogen molecules over structural heterogeneities of polymer electrolyte membranes in fuel cells. The three-dimensional position-dependent free energies and the diffusion constants of the hydrogen molecules, required by the present dynamic MC calculations, were taken from our previous study [Nagai et al., J. Chem. Phys. 156, 044507 (2022)] and newly evaluated in this work, respectively. The calculations enabled evaluating the hydrogen dynamics over long-time scales, including global diffusion constants. Based on the calculated global diffusion constants and free energies, the permeability of hydrogen molecules was estimated via the solubility-diffusion model. The estimated values were in good agreement with the reported experimental data, thus validating the present methodology. The analysis of the Monte Carlo trajectories indicated that the main permeation paths are located in the polymer and interfacial phases, although the water phase may make a non-negligible contribution to mass transport.

    DOI: 10.1063/5.0096574

    PubMed

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  • Dynamic Monte Carlo calculation generating particle trajectories that satisfy the diffusion equation for heterogeneous systems with a position-dependent diffusion coefficient and free energy. 査読 国際誌

    Tetsuro Nagai, Akira Yoshimori, Susumu Okazaki

    The Journal of Chemical Physics   156 ( 15 )   154506 - 154506   2022年4月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    A series of new Monte Carlo (MC) transition probabilities was investigated that could produce molecular trajectories statistically satisfying the diffusion equation with a position-dependent diffusion coefficient and potential energy. The MC trajectories were compared with the numerical solution of the diffusion equation by calculating the time evolution of the probability distribution and the mean first passage time, which exhibited excellent agreement. The method is powerful when investigating, for example, the long-distance and long-time global transportation of a molecule in heterogeneous systems by coarse-graining them into one-particle diffusive molecular motion with a position-dependent diffusion coefficient and free energy. The method can also be applied to many-particle dynamics.

    DOI: 10.1063/5.0086949

    PubMed

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  • Three-dimensional free-energy landscape of hydrogen and oxygen molecules in polymer electrolyte membranes: Insight into diffusion paths 査読

    Tetsuro Nagai, Kazushi Fujimoto, Susumu Okazaki

    The Journal of Chemical Physics   156 ( 4 )   044507 - 044507   2022年1月

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    担当区分:筆頭著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1063/5.0075969

    Web of Science

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  • A hybrid approach to study large conformational transitions of biomolecules from single particle XFEL diffraction data. 査読 国際誌

    Han Asi, Bhaskar Dasgupta, Tetsuro Nagai, Osamu Miyashita, Florence Tama

    Frontiers in molecular biosciences   9   913860 - 913860   2022年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    X-ray free-electron laser (XFEL) is the latest generation of the X-ray source that could become an invaluable technique in structural biology. XFEL has ultrashort pulse duration, extreme peak brilliance, and high spatial coherence, which could enable the observation of the biological molecules in near nature state at room temperature without crystallization. However, for biological systems, due to their low diffraction power and complexity of sample delivery, experiments and data analysis are not straightforward, making it extremely challenging to reconstruct three-dimensional (3D) structures from single particle XFEL data. Given the current limitations to the amount and resolution of the data from such XFEL experiments, we propose a new hybrid approach for characterizing biomolecular conformational transitions by using a single 2D low-resolution XFEL diffraction pattern in combination with another known conformation. In our method, we represent the molecular structure with a coarse-grained model, the Gaussian mixture model, to describe large conformational transitions from low-resolution XFEL data. We obtain plausible 3D structural models that are consistent with the XFEL diffraction pattern by deforming an initial structural model to maximize the similarity between the target pattern and the simulated diffraction patterns from the candidate models. We tested the proposed algorithm on two biomolecules of different sizes with different complexities of conformational transitions, adenylate kinase, and elongation factor 2, using synthetic XFEL data. The results show that, with the proposed algorithm, we can successfully describe the conformational transitions by flexibly fitting the coarse-grained model of one conformation to become consistent with an XFEL diffraction pattern simulated from another conformation. In addition, we showed that the incident beam orientation has some effect on the accuracy of the 3D structure modeling and discussed the reasons for the inaccuracies for certain orientations. The proposed method could serve as an alternative approach for retrieving information on 3D conformational transitions from the XFEL diffraction patterns to interpret experimental data. Since the molecules are represented by Gaussian kernels and no atomic structure is needed in principle, such a method could also be used as a tool to seek initial models for 3D reconstruction algorithms.

    DOI: 10.3389/fmolb.2022.913860

    PubMed

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  • Momentum removal to obtain the position‐dependent diffusion constant in constrained molecular dynamics simulation 査読

    Kazushi Fujimoto, Tetsuro Nagai, Tsuyoshi Yamaguchi

    Journal of Computational Chemistry   42 ( 30 )   2136 - 2144   2021年11月

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    担当区分:筆頭著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    DOI: 10.1002/jcc.26742

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    その他リンク: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full-xml/10.1002/jcc.26742

  • Position-Dependent Diffusion Constant of Molecules in Heterogeneous Systems as Evaluated by the Local Mean Squared Displacement 査読

    Tetsuro Nagai, Shuhei Tsurumaki, Ryo Urano, Kazushi Fujimoto, Wataru Shinoda, Susumu Okazaki

    JOURNAL OF CHEMICAL THEORY AND COMPUTATION   16 ( 12 )   7239 - 7254   2020年12月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/acs.jctc.0c00448

    Web of Science

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  • Exploring the impact of proteins on the line tension of a phase-separating ternary lipid mixture 査読

    Bandara Asanga, Panahi Afra, Pantelopulos George A, Nagai Tetsuro, Straub John E

    Journal of Chemical Physics   150   204702 (15 pages)   2019年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1063/1.5091450

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  • Cryo-Cooling Effect on DHFR Crystal Studied by Replica-Exchange Molecular Dynamics Simulations 査読 国際誌

    Nagai Tetsuro, Tama Florence, Miyashita Osamu

    Biophysical Journal   116 ( 3 )   395 - 405   2019年2月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.bpj.2018.11.3139

    PubMed

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  • Role of Computational Methods in Going beyond X-ray Crystallography to Explore Protein Structure and Dynamics 査読 国際誌

    Srivastava Ashutosh, Nagai Tetsuro, Srivastava Arpita, Miyashita Osamu, Tama Florence

    International Journal of Molecular Sciences   19 ( 11 )   E3401 (23 pages)   2018年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3390/ijms19113401

    PubMed

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  • Gaussian mixture model for coarse-grained modeling from XFEL 査読 国際誌

    Nagai Tetsuro, Mochizuki Yuki, Joti Yasumasa, Tama Florence, Miyashita Osamu

    Optics Express   26 ( 20 )   26734 - 26749   2018年10月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1364/OE.26.026734

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  • Critical size dependence of domain formation observed in coarse-grained simulations of bilayers composed of ternary lipid mixtures 査読

    George A. Pantelopulos, Tetsuro Nagai, Asanga Bandara, Afra Panahi, John E. Straub

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS   147 ( 9 )   095101 (9 pages)   2017年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1063/1.4999709

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  • General Formalism of Mass Scaling Approach for Replica-Exchange Molecular Dynamics and its Application 査読

    Tetsuro Nagai

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN   86 ( 1 )   014003 (9 pages)   2017年1月

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    担当区分:筆頭著者, 最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.7566/JPSJ.86.014003

    Web of Science

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  • On the use of mass scaling for stable and efficient simulated tempering with molecular dynamics 査読

    Tetsuro Nagai, George A. Pantelopulos, Takuya Takahashi, John E. Straub

    JOURNAL OF COMPUTATIONAL CHEMISTRY   37 ( 21 )   2017 - 2028   2016年8月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/jcc.24430

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  • Momentum and velocity scaling rules in replica-exchange molecular dynamics simulations with mass manipulation 査読

    Tetsuro Nagai, Takuya Takahashi

    JPS Conference Proceedings   5   011009 (7 pages)   2015年

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Mass-scaling replica-exchange molecular dynamics optimizes computational resources with simpler algorithm 査読

    Tetsuro Nagai, Takuya Takahashi

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS   141 ( 11 )   114111 (10 pages)   2014年9月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1063/1.4895510

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  • Application of simulated tempering and magnetizing to a two-dimensional Potts model 査読

    Tetsuro Nagai, Yuko Okamoto, Wolfhard Janke

    JOURNAL OF STATISTICAL MECHANICS-THEORY AND EXPERIMENT   2013   P02039 (21 pages)   2013年2月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1088/1742-5468/2013/02/P02039

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  • Crossover scaling in the two-dimensional three-state Potts model 査読

    T. Nagai, Y. Okamoto, W. Janke

    CONDENSED MATTER PHYSICS   16 ( 2 )   23605 (8 pages)   2013年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.5488/CMP.16.23605

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  • Simulated tempering and magnetizing: Application of two-dimensional simulated tempering to the two-dimensional Ising model and its crossover 査読

    Tetsuro Nagai, Yuko Okamoto

    PHYSICAL REVIEW E   86 ( 5 )   056705 (12 pages)   2012年11月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1103/PhysRevE.86.056705

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  • Phase Behavior of a Lipid Bilayer System Studied by a Replica-Exchange Molecular Dynamics Simulation 査読

    Tetsuro Nagai, Ryuichi Ueoka, Yuko Okamoto

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN   81 ( 2 )   024002 (9 pages)   2012年2月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1143/JPSJ.81.024002

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  • Replica-exchange molecular dynamics simulation of a lipid bilayer system with a coarse-grained model 査読

    Tetsuro Nagai, Yuko Okamoto

    MOLECULAR SIMULATION   38 ( 5 )   437 - 441   2012年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1080/08927022.2011.564172

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  • Simulated Tempering and Magnetizing Simulations of the Ising Model

    Tetsuro Nagai, Yuko Okamoto

    Physics Procedia   34   100 - 104   2012年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    DOI: 10.1016/j.phpro.2012.05.016

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MISC

  • 大規模分子動力学計算と新規動的モンテカルロ法による大規模不均一系の物質輸送に関する研究

    永井 哲郎, 吉川 信明, 陣内 亮典, 木村 将之, 岡崎 進

    アンサンブル   26 ( 3 )   281 - 288   2024年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:分子シミュレーション学会  

    複雑な構造を持つ「不均一系」の内部で分子拡散により生じる物質輸送は,様々な材料や環境で生じる普遍的な現象であり,ミクロ機構の解明が色々な場面で求められている.しかしながら,全原子分子動力学シミュレーションにより直接現象を追跡することは,不均一系で生じる物質輸送の時定数が長いため困難である.そこで,全原子動力学計算と動的モンテカルロ法を組み合わせることにより新たな研究手法を開発し,不均一系で生じる物質輸送の研究を行ってきた.特に,高分子電解質膜におけるガス透過の経路などを明らかにしてきた.本稿では,開発した手法と高分子電解質膜への応用研究について概説する.最近では,より大規模な系に手法を応用するために,機械学習モデル展開の応用を提案している.この概要についても簡単に触れたい.

    DOI: 10.11436/mssj.26.281

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    その他リンク: https://ndlsearch.ndl.go.jp/books/R000000004-I033686907

  • 【受賞記事】不均一な溶媒中で生じる物質輸送に関する分子シミュレーション研究 招待 査読

    永井哲郎

    Journal of the Japan Association of Solution Chemistry   5   11 - 14   2024年

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  • 【論文紹介】不均一な溶媒である高分子電解質膜におけるガス拡散の機構解明 招待 査読

    永井哲郎

    Journal of the Japan Association of Solution Chemistry   4   7 - 9   2023年

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    担当区分:筆頭著者  

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  • 不均一系における物質輸送に関する分子論的研究の展開 招待 査読

    永井 哲郎, 岡崎 進

    アンサンブル   24 ( 3 )   160 - 166   2022年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:分子シミュレーション学会  

    燃料電池内部で利用される高分子電解質膜であるナフィオン膜は,ミクロ相分離を生じ高分子相・水相・界面 をもつ三次元的に複雑な不均一系を 形成 している.この不均一な 高分子電解質膜には燃料電池の反応物であるガスを分離する役割があり,ガス透過は燃料電池の性能を劣化させる.そのためガスの透過を防ぐ高分子電解質膜の分子設計が重要となるが,その基礎となるガス透過のミクロスコピックな 機構は理解されていない.そこで我々は,新しい手法論を展開し応用することにより,ナフィオン膜におけるガス透過の機構を解明している.具体的には,ガスの三次元自由エネルギー地形と位置に依存した拡散係数を求め,これらの物理量を利用し動的モンテカルロ法による粗視化ダイナミクスを構築することで,ガスの輸送の機構を解明しようとしている.本稿ではこの新しい手法論と最近の研究成果を紹介する.

    DOI: 10.11436/mssj.24.160

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    その他リンク: https://ndlsearch.ndl.go.jp/books/R000000004-I032317441

  • 東京大学大学院新領域創成科学研究科物質系専攻岡崎グループ

    永井 哲郎, 岡崎 進

    アンサンブル   24 ( 1 )   82 - 84   2022年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:分子シミュレーション学会  

    DOI: 10.11436/mssj.24.82

    CiNii Article

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    その他リンク: https://ndlsearch.ndl.go.jp/books/R000000004-I031985811

  • 優秀講演賞 受賞寄稿「位置に依存した拡散係数の新規評価手法の開発 : 大規模不均一系における物質輸送解明にむけて」 招待 査読

    永井 哲郎

    フロンティア : 理論化学会誌 = Frontier : journal of the Japan Society of Theoretical Chemistry   4 ( 1 )   20 - 23   2022年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:[岡崎] : 理論化学会 = Japan Society of Theoretical Chemistry  

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    その他リンク: https://ndlsearch.ndl.go.jp/books/R000000004-I033277556

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受賞

  • 第18回(2024年)日本物理学会若手奨励賞

    2023年11月  

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  • 奨励賞

    2023年   溶液化学研究会   不均一な溶媒中で生じる物質輸送に関する分子シミュレーション研究

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  • 第23回理論化学討論会 優秀講演賞

    2021年5月   第23回理論化学討論会 優秀講演賞

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  • Best Poster Presentation Award, the 5th International Conference on Molecular Simulation

    2019年11月  

    永井 哲郎

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  • Journal of Chemical Physics top reviewer 2017

    2018年7月  

    永井 哲郎

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共同研究・競争的資金等の研究

  • 生体分子シミュレーションの最適な条件探索

    研究課題/領域番号:26790083  2014年04月 - 2018年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    永井 哲郎

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    配分額:4160000円 ( 直接経費:3200000円 、 間接経費:960000円 )

    本研究では、2014年度より2017年度までの間に、生体分子のシミュレーションにとって重要なレプリカ交換分子動力学法及び、焼き戻し法に関するパラメータの最適な選択法を調べた。 両手法では、実際に調べたい温度よりも高い温度で分子動力学シミュレーションを行う必要がある。しかしながらこのような高温の分子動力学シミュ レーションは不安定である。この問題を払拭する手法として、質量スケールの方法を開発した。

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社会貢献活動

  • 科学技術・学術政策研究所(NISTEP)専門調査委員

    2018年4月 - 現在

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