高分子の構造形成に関しては、既に数十年以上にわたって膨大な研究がなされてきた。それにもかかわらず、その微視的な（分子レベルでの）メカニズムは未だほとんど解明されておらず、現在も大きな謎を秘めている。今日まで様々な実験的手段（X線回折や中性子回折、各種のスペクトロスコピーや顕微法、等など）が開発され、物質構造の研究は華々しい発展を遂げている。しかし、高分子においては特有の実験的困難が大きく、構造形成の微視的機構の解明は大きな困難を抱えている；現在においても、巨大でソフトな高分子系において生起する現象の分子的過程を実験的につぶさに観察する手段を人類は持っていない。このような実験的研究の閉塞状態を打ち破る手段として、ここ数年来大規模なコンピュータ・シミュレーション（分子シミュレーション）が非常に大きな期待を集めている。計算機科学の驚異的な発展に支えられて、巨大分子系に対しても物理学の第一原理に基づいた厳密な計算が可能になりつつあり、古くからの多くの謎が解き明かされようとしている。

我々は、巨大分子の構造形成過程の微視的なメカニズムの解明を目指して、大規模シミュレーションによる研究を世界に先駆けて開始し、ランダムにもつれ合った高分子鎖の秩序化の開始（一次核生成）、高分子の結晶・融液界面の微視的構造と界面での分子鎖の秩序化過程（二次核生成、結晶成長）、など実験的には近づき得ない時間空間領域での高分子鎖の振る舞いを明らかにしてきた。本研究では更に世界をリードする成果を目指すと共に、詳細な分子構造が構造形成に及ぼす影響の解明を通してタンパク質などのヘテロな分子系での秩序形成をも視野に入れた総合的な研究を行う。

高分子の構造形成、特に秩序化核発生と三次元的秩序成長の分子過程を、より現実的なモデルを用いて詳細に究明し、高分子結晶化の微視的機構に関する数十年来の論争に終止符を打つ。更に、これらの研究を基にして、高次構造制御のための基礎的な知見を得るために、結晶モルホロジー、空間的に制限された系での秩序形成機構、各種外場下での秩序化過程、などを究明する。更に、様々な個性の高分子（剛直性高分子、螺旋高分子、ヘテロな共重合体、たん白質、DNA） が示す特徴的な構造形成過程を究明し、高次構造制御のための分子設計法を確立する。

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