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研究概要

生命活動を始めとする自然界の現象のほとんどは分子の動的な振舞いによって実現されています。この分子の動的変化の中で最も重要なものは反応ですが、これによって化学結合の開裂や生成が起こり、分子の核の配置が変わります。また、反応しない分子でもその核は常に振動しており、この振動を観測することで分子の性質を深く理解することができます。分子の核の動きはフェムト秒（千兆分の一秒）の時間スケールで起こっているので、フェムト秒は分子現象を解明するのに本質的な時間領域です。当チームでは、フェムト秒光パルスと分子の相互作用を通して、基本分子、生体分子や分子集合体などの複雑分子系、さらに液体界面など特別な環境にある分子の動的な振舞いを明らかにし、それによってどのように分子がその機能を実現するのかを明らかにしようとしています。特に、新規な分光計測法の開発・展開を通して、分子の科学の新しい領域を開拓します。

研究分野

化学、物理学、生物学／生化学

キーワード

超高速分光、非線形分光、単分子分光、ダイナミクス、界面

研究テーマ

1. 超短パルス光の発生とそれを用いた超高速分光計測法の開発
2. 超高速分光を用いた凝縮相分子ダイナミクスの解明と制御
3. 非線形分光を用いた界面分子ダイナミクスの観測と解明

主要論文

1. Chang, C., Kuramochi, M., Singh, M., Abe-Yoshizumi, R., Tsukuda, T., Kandori, H., and Tahara, T.: “A unified view on varied ultrafast dynamics of the primary process in microbial rhodopsins” , Angew. Chem. Int. Ed. 61, e202111930 (2022).
2. Kuramochi, H., and Tahara, T.: “Tracking ultrafast structural dynamics by time-domain Raman pectroscopy” , J. Am. Chem. Soc. 143, 9699 (2021). Perspective
3. Kusaka, R., Nihonyanagi, S., and Tahara, T.: “The photochemical reaction of phenol becomes ultrafast at the air–water interface”, Nat. Chem. 13, 306 (2021).
4. Inoue, K., Ahmed, M., Nihonyanagi, S., and Tahara, T.: “Reorientation-induced relaxation of free OH at the air/water interface revealed by ultrafast heterodyne-detected nonlinear spectroscopy” , Nat. Commun. 11, 5344 (2020).
5. Ahmed, M., Inoue, K., Nihonyanagi, S., and Tahara, T.: “Hidden isolated OH at the charged hydrophobic interface revealed by two-dimensional heterodyne-detected VSFG spectroscopy” , Angew. Chem. Int. Ed. 59, 9498 (2020).

主要メンバー