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Huang, D.*; Fu, H.*; Lyu, M.*; Feng, Y.*; 梶本 亮一; 中村 充孝; 本田 孝志*; Liu, E.*; Li, B.*; Li, X.*; et al.
Physical Review Research (Internet), 8(3), p.033017_1 - 033017_7, 2026/07
As a nontrivial state of solid, Schwarz crystal manifests itself in extremely refined nanograins and triply periodic minimal surface (TPMS) grain boundaries, and therefore exceptional thermal and mechanical stability. However, it remains unexploited how the structural units interact and thermal transport is influenced by such complex atomic structures. Here, we investigate Schwarz crystals of Cu and Pt using neutron scattering and thermal transport measurements. Pair distribution function analysis reveals the coexistence of compressed grains and expanded TPMS grain-boundary regions, forming a spatially confined atomic environment. This leads to an unusual phonon hardening suggested by inelastic neutron scattering. As bulk materials, Schwarz crystals exhibit a quasilinear temperature dependence of thermal conductivity, which was previously only observed in low-dimensional materials. This contrast indicates that the spatial confinement of the Schwarz crystals plays a crucial role in determining the unique thermal conductivity, which also provides an emergent route to regulate thermal properties in bulk materials.
Ling, B.-K.*; Chang, M.*; Zhai, Y.-Q.*; Deng, J.*; 古府 麻衣子*; Guo, H.*; Zhao, J.*; Fu, Z.*; Zheng, Y.-Z.*
Journal of the American Chemical Society, 147(13), p.10935 - 10942, 2025/03
被引用回数：11 パーセンタイル：87.43(Chemistry, Multidisciplinary)The efficient excitation and controlled propagation of nanoscale spin waves remain significant challenges, as their intrinsic dispersion relations are primarily determined by magnetic dipole and exchange interactions. Here we report the first observed coexistence of quantum spin wave excitation and single-molecule magnet behavior in a mixed chromium(III) and dysprosium(III) complex, namely Dy
Cr
(
-F)(mdea)
(piv)
, which shows a large ferrimagnetic ground moment with a restricted quantum tunneling gap (
3.8 
10
cm
) up to nine levels, leading to an axial anisotropic energy barrier of 12 cm and opened hysteresis loop at 0.4 K.
BaCo(PO)Sheng, J.*; Wang, L.*; Candini, A.*; Jiang, W.*; Huang, L.*; Xi, B.*; Zhao, J.*; Ge, H.*; Zhao, N.*; Fu, Y.*; et al.
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 119(51), p.e2211193119_1 - e2211193119_9, 2022/12
被引用回数：56 パーセンタイル：95.88(Multidisciplinary Sciences)Although considerable progress has been made in the theoretical understanding of the low-dimensional frustrated quantum magnets, experimental realizations of a well-established scaling analysis are still scarce. This is particularly true for the two-dimensional antiferromagnetic triangular lattices. Owing to the small exchange strength, the newly discovered compound NaBaCo(PO) provides a rare opportunity for clarifying the quantum criticality in an ideal triangular lattice with quantum spin S=1/2. In addition to the establishment of the complete phase diagrams, the spin Hamiltonian with a negligible interplane interaction has been determined through the spin wave dispersion in the polarized state, which is consistent with the observation of a two-dimensional quantum critical point with the Bose-Einstein condensation of diluted free bosons.
Zhang, P.*; Tang, X.*; Wang, Y.*; Wang, X.*; Gao, D.*; Li, Y.*; Zheng, H.*; Wang, Y.*; Wang, X.*; Fu, R.*; et al.
Journal of the American Chemical Society, 142(41), p.17662 - 17669, 2020/10
被引用回数：41 パーセンタイル：79.58(Chemistry, Multidisciplinary)固体トポケミカル重合(SSTP)は機能的な結晶性高分子材料を合成するための有望な方法であるが、溶液中で起こるさまざまな反応とは対照的に、非常に限られたタイプのSSTP反応しか報告されていない。ディールス・アルダー(DA)および脱水素-DA(DDA)反応は、溶液中で六員環を作るための教科書的反応であるが、固相合成ではほとんど見られない。本研究では、固体の1,4-ジフェニルブタジイン(DPB)を10-20GPaに加圧することで、フェニル基がジエノフィルとして、DDA反応することを複数の最先端の手法を用いて明らかにした。臨界圧力での結晶構造は、この反応が「距離選択的」であることを示している。つまり、フェニルとフェニルエチニル間の距離3.2
は、DDA反応は起こせるが、他のDDAや1,4-付加反応で結合を形成するには長すぎる。回収された試料は結晶性の肘掛け椅子型のグラファイトナノリボンであるため、今回の研究結果は、原子スケールの制御で結晶質炭素材料を合成するための新しい道を開く。
永井 佑紀; Shen, H.*; Qi, Y.*; Liu, J.*; Fu, L.*
Physical Review B, 96(16), p.161102_1 - 161102_6, 2017/10
被引用回数：55 パーセンタイル：86.09(Materials Science, Multidisciplinary)モンテカルロ法は原子力分野以外にも様々な分野で利用される極めて汎用的な手法である。近年、機械学習の手法を取り込むことで、高速なモンテカルロ法が開発されている。本論文では、銅酸化物高温超伝導体をはじめとする様々な物質のシミュレーションにおいて汎用的に用いられている連続時間量子モンテカルロ法に対して機械学習の手法を適用した結果を報告する。なお、上記課題の解決にあたり、モンテカルロ法でネックの一つとなる次の配置をどう決めるか、という問題に対して、機械学習によって自動的に決めるという手法を提案した。この手法の開発により、より高精度な超伝導体シミュレーションや、ウランなどの重い元素を含む第一原理計算の高速化が期待できる。これらの結果は、広く原子力分野のためのシミュレーション技術開発に資する成果である。
Wan, L. K.*; Peng, J.*; Lin, M.; 室屋 裕佐*; 勝村 庸介*; Fu, H. Y.*
Radiation Physics and Chemistry, 81(5), p.524 - 530, 2012/05
被引用回数：21 パーセンタイル：78.73(Chemistry, Physical)三種のクラウンエーテル、C
H
O, CH
O
, C
H
O
及びそのモデルである1-4ジオキサンと、
OH, SO
, NO
ラジカルとの水溶液中での反応について、反応速度定数をレーザーフォトリシス法とパルスラジオリシス法により測定した。その結果、ジオキサン,クラウンエーテル類に対する反応性は、OHラジカルが最も高く、次いでSO, NOラジカルの順となることがわかった。さらに、各ラジカルに対するジオキサン、クラウンエーテル類の反応性を比較した結果、OH, SOラジカルとの反応では、反応性は分子内の水素の数に比例して増大することがわかった。この結果は、主たる反応機構がラジカルによる水素引き抜き反応であることを示す。一方、NOラジカルとの反応では、比較した分子の中でCHOが最も高い反応性を示し、NOラジカルとの反応性と分子内の水素の数とは相関しないことがわかった。クラウンエーテルは燃料再処理における新規抽出剤として検討されているが、硝酸水溶液中で放射線により誘起されるNOラジカルとクラウンエーテル類との反応性はこれまで報告がなく、本研究の結果は再処理プロセスの高度化に資するものである。
Fu, H. Y.*; Lin, M.; 室屋 裕佐*; 勝村 庸介*
Research on Chemical Intermediates, 38(1), p.135 - 145, 2012/01
被引用回数：2 パーセンタイル：2.39(Chemistry, Multidisciplinary)放射線照射により誘起される酸化プロセスで生じた三電子結合の過渡状態であるAcMet [S-S]
とAcMet [S-Br]のトリプトファン(Trp)との反応をパルスラジオリシスにより検討した。これらの過渡状態は
-acetyl-methionine amide (-AcMetNH)及び-acetyl-methionine methyl ester (-AcMetOMe)から形成したものであり、関連する反応機構について議論した。その結果、トリプトファンとメチオニン(Met)のペアが生体系にレドックス対を生成しやすいことが示唆された。このことは、メチオニンを含む合成や天然ペプチド中で分子間の電荷移動が効果的かつ高速に進行するという既存の報告と一致する。
Fu, H. Y.*; Lin, M.; 勝村 庸介*; 室屋 裕佐*
International Journal of Chemical Kinetics, 43(10), p.590 - 597, 2011/10
被引用回数：3 パーセンタイル：5.66(Chemistry, Physical)天然の四種のフラボノイド,シリビン,ナリンジェニン,ナリンジン及びヘスペレチンを対象に、ナノ秒パルスラジオリシス法を用いて、ラジカル捕捉能,抗酸化作用について研究した。シリビンとその誘導体の各種酸化ラジカルとの反応と、その機構について調べた。さらに、過渡ラジカルの同定と、捕捉反応の速度定数を決定した。これらをもとに、フラボノイドの構造と捕捉能との関係について理論的に考察した。われわれが以前行ったin vitro観測で明らかにしたDNA損傷の修復とその防護機能を考慮すると、フラボノイドが抗酸化機能を持った物質として期待できることを確認した。
Shi, W.-Q.*; Fu, H.-Y.*; Bounds, P. L.*; 室屋 裕佐*; Lin, M.; 勝村 庸介*; Zhao, Y.-L.*; Chai, Z.-F.*
Radiation Research, 176(1), p.128 - 133, 2011/07
被引用回数：3 パーセンタイル：16.06(Biology)3-ニトロチロシン(3NT)は酸化ストレスや活性酸素(Reactive Oxygen Species)の発生源の重要な生物的マーカーであることが報告されている。本研究では、3-NTとその誘導体と、水和電子の反応で生ずる反応中間体の紫外,可視吸収スペクトルを測定し、芳香族ニトロアニオンとしての特徴を多く有することを明らかにした。また、3-NT,N-アセチル-3-ニトロチロシンエチルエーテル(NANTE),ニトロチロシンを含有するペプチド、及びグリシン-ニトロチロシン-グリシンと水和電子との反応性を中性水溶液中で測定し、その反応性がニトロ化していない物質との反応性より約二桁高いことを見いだした。さらに、3-NT存在下での水和電子の減衰速度のpH依存性も測定した。
, Br
, and Br in aqueous solutionsLin, M.; Archirel, P.*; Van-Oanh, N. T.*; 室屋 裕佐*; Fu, H.*; Yan, Y.*; 永石 隆二; 熊谷 友多; 勝村 庸介*; Mostafavi, M.*
Journal of Physical Chemistry A, 115(17), p.4241 - 4247, 2011/04
被引用回数：17 パーセンタイル：48.42(Chemistry, Physical)パルスラジオリシス法により水溶液中のBrとBrの吸収スペクトルの温度依存性を室温から380
Cまでの温度領域で測定した。BrとBrの吸収スペクトルの温度依存性は小さく、これらの遷移は結合状態間のものであることがわかった。また、Brの水和構造について20と300C、25MPaのもとで古典力学の計算を行った結果、温度によらず第一水和圏の水分子は陰イオンに強く結合していることがわかった。時間依存密度汎関数法によって二つの温度でのBrの水和イオンの吸収スペクトルを計算して、実験結果と比較した。
端 邦樹; Lin, M.; 勝村 庸介*; 室屋 裕佐*; Fu, H. Y.*; 山下 真一; 中川 秀彦*
Journal of Radiation Research, 52(1), p.15 - 23, 2011/01
被引用回数：25 パーセンタイル：62.93(Biology)A comparative study using the pulse radiolysis technique was carried out to investigate transient absorption spectra and rate constants for the reactions of OH radical and N radical with edaravone (3-methyl-1-phenyl-2-pyrazolin-5-one) and its four analogue compounds, 1,3-dimethyl-2-pyrazolin- 5-one, 3-methyl-1-(pyridin-2-yl)-2-pyrazolin-5-one, 1-phenyl-3-trifluoromethyl-2-pyrazolin-5-one and 1-(4-chlorophenyl)-3-ethyl-2-pyrazolin-5-one. The results showed that, unlike reaction mechanisms previously proposed, the phenyl group of edaravone played an important role in the reaction with OH radical and OH adducts to the phenyl group were formed. Quantum chemical calculations also strongly supported this attribution and suggested that the most favorable site for attacks by OH radical is the ortho position of the phenyl group. Moreover, the rate constants for the reactions of edaravone and its analogues towards OH radical and N radical were about 8.010
, and 4.010 dm
mols, respectively. Edaravone displayed higher reactivity compared to the others, in contrast a previous report in which 3-methyl-1-(pyridin-2-yl)-2-pyrazolin-5-one showed the highest reactivity towards OH radical.
Yan, Y.*; Lin, M.; 勝村 庸介*; Fu, H.*; 室屋 裕佐*
Radiation Physics and Chemistry, 79(12), p.1234 - 1239, 2010/12
被引用回数：3 パーセンタイル：22.05(Chemistry, Physical)パルスラジオリシス法を用いてさまざまな種類のアルコール中に生成する溶媒和電子スペクトルの温度依存性を測定した。一価,二価,三価のアルコール中の溶媒和電子について吸収ピークを調べた結果、OH基を多く含むものほど高エネルギー側に吸収ピークを持つことがわかった。次に、スペクトルの温度変化が分子構造によってどのように変化するか調べた結果、OHの数が同じ場合、長い側鎖のものほど吸収ピーク波長の温度変化(-d
/dT)は増加することがわかった。一方、側鎖の長さが同じ場合は、対称的な構造を持つものほど温度係数は増加することもわかった。
Fu, H. Y.*; Lin, M.; 勝村 庸介*; 横谷 明徳; 端 邦樹; 室屋 裕佐*; 藤井 健太郎; 鹿園 直哉
Acta Biochimica et Biophysica Sinica, 42(7), p.489 - 495, 2010/07
被引用回数：13 パーセンタイル：29.41(Biochemistry & Molecular Biology)Silybin(SLB)及びその類似体であるhesperetin(HESP), naringenin(NAN), naringin(NAR)は化学抗ガン剤として報告されている天然フラボノイドの有効成分であると考えられている。また、これらの物質がDNA塩基の酸化損傷を化学的に修復することをパルスラジオリシス法によって明らかにしてきた。そこで本研究では、in vitroにおいてプラスミドDNAの軟X線誘起損傷に対するSLBとその類似体による保護効果を調べた。X線照射の結果、保護効果を調べた物質の中ではHESPとSLBがX線によって誘起されるDNA一本鎖切断(SSB)を最も効果的に抑制することがわかった。さらに他の実験結果と比較すると、SLBやその類似体がin vitroでDNA損傷を抑制する能力はそれらのフリーラジカル捕捉能と関連があることがわかった。以上により、天然フラボノイド,SLB及びその類似体が放射線損傷に対する保護剤として有効に働くことを明らかにした。
Lin, M.; Fu, H.*; Lampre, I.*; De Waele, V.*; 室屋 裕佐*; Yan, Y.*; 山下 真一; 勝村 庸介; Mostafavi, M.*
Journal of Physical Chemistry A, 113(44), p.12193 - 12198, 2009/10
被引用回数：7 パーセンタイル：21.07(Chemistry, Physical)パルスラジオリシス法によりブロパン-1,2,3オール中の溶媒和電子の吸収スペクトルのモル吸光係数の再評価とともに、室温から373Kの温度領域でのスペクトルの温度依存性を測定した。高温から333Kまでの温度の減少に伴う吸収スペクトルの変化を333Kでの溶媒和挙動と比較し、ブロパン-1,2,3オール中の溶媒和電子の特有の構造について他のアルコールと比較検討した。
Fu, H. Y.*; Lin, M.; 室屋 裕佐*; 端 邦樹; 勝村 庸介; 横谷 明徳; 鹿園 直哉; 籏野 嘉彦
Free Radical Research, 43(9), p.887 - 897, 2009/09
被引用回数：24 パーセンタイル：44.23(Biochemistry & Molecular Biology)Silybin (extracted from Silybum marianum) is the major active constituent of silymarin which possesses a wide range of medicinal properties. These properties may be, in part, due to the potent scavenging capacity of oxidizing free radicals. In this context, scavenging radicals (hydroxyl, azide, dibromide anion radicals, nitrite, carbonate, etc.) of silybin have been studied to understand the mechanistic aspects of its action against free radicals. The transients produced in these reactions have been assigned and the rate constants have been measured by pulse radiolysis techniques. Reduction potential determined both by cyclic voltammetry gave a value 0.62
0.02 V vs NHE at pH 9. Quantum chemical calculations have been performed to further confirm the different activities of individual hydroxyl groups with the difference of heat of formation. Moreover, silybin also protected plasmid pUC18 DNA from soft X-ray radiation which induced strand breaks. These results are expected to be helpful for a better understanding of the anti-oxidative properties of silybin.
永井 佑紀; Shen, H.*; Qi, Y.*; Liu, J.*; Fu, L.*
no journal, ,
モンテカルロ法は原子力分野以外にも様々な分野で利用される極めて汎用的な手法である。近年、機械学習の手法を取り込むことで、高速なモンテカルロ法が開発されている。本招待講演では、銅酸化物高温超伝導体をはじめとする様々な物質のシミュレーションにおいて汎用的に用いられている連続時間量子モンテカルロ法に対して機械学習の手法を適用した結果を報告する。なお、上記課題の解決にあたり、モンテカルロ法でネックの一つとなる次の配置をどう決めるか、という問題に対して、機械学習によって自動的に決めるという手法を提案した。この手法の開発により、より高精度な超伝導体シミュレーションや、ウランなどの重い元素を含む第一原理計算の高速化が期待できる。これらの結果は、広く原子力分野のためのシミュレーション技術開発に資する成果である。
端 邦樹; 勝村 庸介; Lin, M.; 室屋 裕佐*; 山下 真一; Fu, H. Y.*; 工藤 久明*; 中川 恵一*; 中川 秀彦*
no journal, ,
エダラボンとその誘導体についてOHラジカルとの反応性をパルスラジオリシス法により評価した。反応の過渡吸収スペクトルを測定し、比較したところ、エダラボンのフェニル基へのOH付加反応が示された。さらに量子化学計算から、フェニル基のオルト位へのOH付加反応が最も起こりうる反応であると示唆された。
端 邦樹; Fu, H. Y.*; 勝村 庸介*; Lin, M.; 室屋 裕佐*; 山下 真一; 工藤 久明*; 中川 秀彦*
no journal, ,
活性酸素などの酸化性ラジカルによる生体内分子の損傷はがんや心疾患といったさまざまな損傷の引き金として知られる。こうした酸化性ラジカルは生体内の水分子の放射線による電離によっても発生し、放射線による生体影響の要因となっている。抗酸化物質は生体内で酸化性ラジカルに対する還元剤として働き、OHラジカルやスーパーオキシドアニオンラジカルといった酸化性ラジカルをよく捕捉することが知られている。また、DNAが酸化を受けて発生するDNAラジカルを還元する、いわゆる化学修復作用を示すことも示唆されている。本研究は抗酸化物質の放射線防護作用の解明及び反応性の評価を行うことを目的とし、おもにパルスラジオリシス法を用いた化学的手法による抗酸化作用の測定を行っている。脳梗塞用の抗酸化性薬剤であるエダラボンや天然フラボノイドであるシリビンについて、酸化性ラジカルとの反応性の測定やdGMPをDNAに見立てた化学的な系での化学修復作用の測定を行った。結果、これらの抗酸化物質による酸化性ラジカルとの高い反応性が確認され、またシリビンやその誘導体に関しては化学修復作用を示すことも確認された。
, Br
and Br in aqueous solutionsLin, M.; 室屋 裕佐*; 勝村 庸介*; Archirel, P.*; Van-Oanh, N. T.*; Fu, H.*; Yan, Y.*; 永石 隆二; 熊谷 友多; Mostafavi, M.*
no journal, ,
パルスラジオリシス法により水溶液中のBrとBrの吸収スペクトルの温度依存性を室温から380Cまでの温度領域で測定した。BrとBrの吸収スペクトルの温度依存性は小さく、これらの遷移は結合状態間のものであることがわかった。また、Brの水和構造について20と300C, 25MPaのもとで古典的な量子計算を行った結果、温度によらず第一水和圏の水分子は陰イオンに強く結合していることがわかった。さらに、時間依存密度汎関数法によって二つの温度でのBrの水和イオンの吸収スペクトルを計算して、実験結果と比較した。
Lin, M.; 勝村 庸介; Fu, H.*; Yan, Y.*; 室屋 裕佐*; 山下 真一
no journal, ,
パルスラジオリシス法によりグリセロール中の溶媒和電子の吸収スペクトルの温度依存性を室温から250Cに渡り測定した。グリセロール中の溶媒和電子のモル吸光係数を再検討した後、ピコ秒からマイクロ秒に渡る収量の時間依存性を測定した。
