東北大学研究Discovery Saga

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研究分野：数物系科学に関係する研究一覧：350件

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発表日：2026年5月13日

地球の外核に大量の水素が存在する可能性

－世界初、液体鉄中の水素量をその場観察で直接決定－

地球の中心にある核は、主に鉄でできていますが、その密度は純粋な鉄よりも低いことが知られています。これは、核の中に鉄より軽い元素が混ざっているためであり、その候補のひとつとして「水素」が考えられています。これは、水素は宇宙に豊富に存在し、高圧下では鉄と結びつきやすい性質を持つためです。地球の核にどれだけ水素が含まれているかを知ることは、地球の成り立ちを理解するうえで非常に重要です。東北大学大学院理学研究科の高橋直生大学院生、坂巻竜也助教らの研究グループは、大強度陽子加速器施設J-PARC物質・生命科学実験施設（MLF）の超高圧中性子回折装置「PLANET」を用いた中性子実験により、高...

キーワード：陽子/J-PARC/加速器/高温高圧/相転移/中性子/中性子回折/超高圧/化学組成/アンモニア/その場測定/その場観察/水素化

他の関係分野：化学総合理工工学

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発表日：2026年5月13日この記事は2026年5月27日号以降に掲載されます。

オンライン講座開講のお知らせ

－2026年度の東北大学MOOCラインナップ－

この記事は2026年5月27日号以降に掲載されます。

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発表日：2026年5月13日この記事は2026年5月27日号以降に掲載されます。

活断層で究極の潤滑物質「酸化グラフェン」を世界で初めて発見

―跡津川断層系のゆっくりすべる謎を解明―

この記事は2026年5月27日号以降に掲載されます。

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発表日：2026年5月13日

閃光で一瞬！スピンデバイスを作る

―ミリ秒光パルス照射で、磁気メモリ・センサの熱処理を約1.7秒で完了―

大阪大学産業科学研究所の今井亜希子助教、千葉大地教授（兼東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センターセンター長）らの研究グループは、荒木徹平准教授、関谷毅教授、同大学超高圧電子顕微鏡センターの山﨑順教授らと共同で、フラッシュランプアニール（閃光熱処理）※3と呼ばれるミリ秒スケールの光パルスを用いた熱処理手法により、磁気メモリや磁気センサに用いられる代表的なスピントロニクスデバイスである磁気トンネル接合（MTJ）を、約1.7秒で実用的な性能に到達させることに成功しました（図1）。フラッシュランプアニールは半導体分野などで知られる技術ですが、本研究...

キーワード：最適化/キセノン/パルス/高エネルギー/非平衡/超高圧/放射光/アニール/ナノマテリアル/MRAM/スピンデバイス/フレキシブル/メモリ/絶縁体/持続可能/持続可能な開発/電気抵抗/スピン/スピントロニクス/トンネル/結晶化/電子顕微鏡/熱処理/半導体

他の関係分野：情報学化学工学

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発表日：2026年5月13日この記事は2026年5月27日号以降に掲載されます。

1.0%の微細粗さで空気抵抗43.6%低減を世界で初実証

―流体工学80年の常識を覆す発見、航空機などの省エネに期待―

この記事は2026年5月27日号以降に掲載されます。

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発表日：2026年5月12日この記事は2026年5月26日号以降に掲載されます。

震災映像が「時間差」で引き起こす自律神経の凍りつきと能動的防御反応のパターンを同定

－「自覚なき身体的記憶」を心拍変動解析で可視化－

この記事は2026年5月26日号以降に掲載されます。

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発表日：2026年5月11日この記事は2026年5月25日号以降に掲載されます。

コイルなしで発振する電子回路を実現

－巨大インダクタンスを分子材料で発見－

この記事は2026年5月25日号以降に掲載されます。

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発表日：2026年5月8日この記事は2026年5月22日号以降に掲載されます。

超伝導でととのう電荷秩序の「しま模様」

― 銅酸化物超伝導体で「位相コヒーレンス」を強める新たな関係を発見 ―

この記事は2026年5月22日号以降に掲載されます。

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発表日：2026年5月8日

多剤耐性がんを克服する新たなナノ粒子薬物送達システムの開発に成功

―アミノ酸由来のナノ粒子による逐次的薬物放出と光熱療法の融合―

がん細胞が、複数の抗がん剤に対して同時に抵抗性を持つようになる現象「多剤耐性」は、がんに対する化学療法において大きな課題となっています。東北大学多元物質科学研究所の都英次郎教授（北陸先端科学技術大学院大学先端科学技術研究科客員教授）らの研究グループは、多剤耐性がんの治療に向けた革新的なナノ粒子薬物送達システムの開発に成功しました（図1）。本研究グループは、アミノ酸を原料とした超微小粒子（ナノ粒子）を独自の製法で作製し、その表面をイカやタコの墨に含まれる色素に似た物質（ポリドーパミン）で層状にコーティングしました。この...

キーワード：物質科学/軟体動物/近赤外/近赤外線/赤外線/高分子/光熱変換/生体適合性/持続可能/持続可能な開発/コーティング/ナノメートル/ナノ粒子/レーザー/薬物送達システム/抵抗性/臨床応用/ドーパミン/アミノ酸/がん細胞/マウス/多剤耐性/副作用/化学療法/抗がん剤

他の関係分野：化学工学総合生物農学医歯薬学

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発表日：2026年5月7日

6G通信に向けたテラヘルツ光スイッチを開発

―単層シリコン基板で導波路とMEMSの一体化を世界初実証―

スマートフォンやIoT機器の普及により通信量は年々増加しており、次世代の6G通信では、より高速・大容量のデータ通信を実現する新技術が求められています。その有力な候補として「テラヘルツ波」と呼ばれる高周波の電波が注目されており、これを効率よく扱う小型・省電力デバイスの開発が重要となっています。中でも、テラヘルツ波の通り道を切り替えやオン・オフの制御を行う光スイッチなどの動的変調デバイスの実現は不可欠です。東北大学大学院工学研究科ロボティクス専攻の金森義明教授らの研究グループは、このテラヘルツ波帯で動作する光スイッチを開発しました。本研究では、微小な機械構造を駆動するMEMS...

キーワード：移動通信/無線通信/ミリ波/モノのインターネット（IoT）/テラヘルツ光/高周波/テラヘルツ/赤外線/テラヘルツ波/光スイッチ/導波路/持続可能/省エネ/持続可能な開発/MEMS/シリコン/センサー/ロボティクス/携帯電話/周波数/集積回路/省エネルギー/低消費電力/電磁波/微細加工/微細加工技術/層構造/スマートフォン/遠隔医療

他の関係分野：情報学工学総合生物医歯薬学

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発表日：2026年5月7日

液体のように振る舞う金ナノ粒子！？

〜表面分子の小さな変化が粒子集団を大きく操る〜

無機ナノ粒子が集まると、その配列の仕方によって光学的・磁気的特性が変化します。したがって、無機ナノ粒子の配列構造を自在に制御できれば、配列に起因した物性の制御にもつながります。東北大学多元物質科学研究所の佐藤梨奈大学院生（研究当時: 同大学院環境科学研究科、現: 物質・材料研究機構 ICYS研究員）、同大学国際放射光イノベーション・スマート研究センターの蟹江澄志教授らの研究チームは、金ナノ粒子表面に結合させた有機分子の温度や圧縮に応答したわずかな変化を観測し、それが粒子集団全体の並び方を変えるという、新たなナノ粒子配列メカニズムを明らかにしました。本研究チームは、温度応答性...

キーワード：物質科学/異方性/放射光/金ナノ粒子/環境適応/有機分子/持続可能/持続可能な開発/温度応答性/ナノ粒子/マイクロ/マイクロ流体/集団構造/マイクロ流体デバイス

他の関係分野：化学生物学総合理工工学農学医歯薬学

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発表日：2026年5月3日この記事は2026年5月17日号以降に掲載されます。

結晶構造の堅牢性と柔軟性が鍵!

〜多価金属電池正極材料に新たな設計指針〜

この記事は2026年5月17日号以降に掲載されます。

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発表日：2026年5月3日この記事は2026年5月17日号以降に掲載されます。

次世代半導体「ヤヌス型 2次元シート」における新たな合成メカニズムを発見

―高品質な材料創出への道を拓き、量子デバイスや水素エネルギー製造など幅広い分野への応用に期待―

この記事は2026年5月17日号以降に掲載されます。

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発表日：2026年5月3日この記事は2026年5月17日号以降に掲載されます。

広い温度域で動作する次世代固体冷媒を開発

－従来の理論スケーリングを超える弾性熱量効果を発見－

この記事は2026年5月17日号以降に掲載されます。

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発表日：2026年4月30日

メタノールを効率よくエネルギー変換する酵素の立体構造を解明

メタノールをエネルギー源として利用する酵母において重要な役割を担う酵素の立体構造を、クライオ電子顕微鏡を用いて高精度で解明しました。その結果、よく似た構造の2種類の酵素が環境に応じて異なる働きをする仕組みが明らかとなりました。カーボンニュートラル社会の実現に向けて、メタノールの効率的な資源化が注目されています。本研究では、より効率的なメタノール利用の鍵を探るため、メタノールで成長する酵母Ogataea methanolica におけるアルコールオキシダーゼ（AOD）という酵素に着目し、その構造と機能の違いをクライオ電子顕微鏡を用いて明らかにしました。AODには複数...

キーワード：物質科学/電子伝達/カーボンニュートラル/ホルムアルデヒド/持続可能/持続可能な開発/カーボン/電子顕微鏡/エネルギー変換/メタノール/酵素活性/アルデヒド/性決定/微生物/クライオ電子顕微鏡/アルコール/分子機構/アミノ酸/エネルギー代謝/立体構造

他の関係分野：生物学工学農学医歯薬学

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発表日：2026年4月30日

フラットバンドが生む世界最大の横磁気熱電伝導率

―磁気秩序下での遍歴フラットバンドを初めて実証―

東京大学大学院理学系研究科の見波将特任助教（研究当時、現：京都大学大学院工学研究科助教）、Yangming Wang博士課程学生（研究当時）、中村紘人博士課程学生（研究当時）、酒井明人講師と中辻知教授らの研究グループは、同大学大学院有田亮太郎教授（兼：理化学研究所創発物性科学研究センターチームディレクター）、理化学研究所創発物性科学研究センターの大岩陸人基礎科学特別研究員（研究当時、現：北海道大学講師）、東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の相馬清吾准教授、佐藤宇史教授らと共同で、フェリ磁性体（注 1）GdCo5において、室温で過去最大の横磁気熱電伝導率（注 ...

キーワード：スーパーコンピュータ/計算量/結晶格子/カゴメ格子/ネルンスト効果/角度分解光電子分光/幾何学/光電子分光/磁気秩序/熱電効果/閉じ込め/量子化/ガドリニウム/波動関数/量子化学/磁気モーメント/磁性体/材料科学/電子分光/フェリ磁性体/強磁性/熱電素子/持続可能/持続可能な開発/強磁性体/電気伝導/電子状態/熱電変換/電気伝導性/コバルト/スピン/スピントロニクス/第一原理/第一原理計算/半導体/密度汎関数理論/量子力学/干渉効果/結晶構造/ラット

他の関係分野：情報学化学総合理工工学農学医歯薬学

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発表日：2026年4月30日

小胞体における亜鉛とレドックスのクロストークを発見

〜亜鉛の制御破綻による疾患発症機構の理解に新たな視点〜

亜鉛は必須微量元素の一つで、様々なタンパク質と結合・解離し多様な生命現象を支えています。そのため、亜鉛の不足や過剰は免疫機能、創傷治癒、味覚嗅覚障害といった病態を引き起こします。細胞膜や細胞内小器官（オルガネラ）の膜上で亜鉛トランスポータータンパク質が生体膜を隔てた亜鉛輸送を行うことで、細胞内の亜鉛濃度調節がなされています。ヒトには10種類のZnT、14種類のZIP亜鉛トランスポーター遺伝子がそれぞれ発見されており、それらの欠損が遺伝性疾患と関連することが多く報告されています。しかしながら、亜鉛イオン濃度制御の破綻が細胞機能の破綻につながる詳細な分子機構はほとんど未解明でした。九州...

キーワード：免疫機能/物質科学/微量元素/構造形成/スルフィド/酸化還元反応/遺伝性疾患/細胞内小器官/オルガネラ/クロストーク/ジスルフィド結合/レドックス制御/持続可能/還元反応/持続可能な開発/金属イオン/酸化還元/リボソーム/生体内/システイン/酸化酵素/生合成/嗅覚障害/細胞膜/EGF受容体/レドックス/細胞毒性/生体防御/分子機構/アミノ酸/細胞増殖/酸化反応/受容体/小胞体/生体膜/膜タンパク質/立体構造/遺伝子/創傷治癒

他の関係分野：複合領域化学生物学工学総合生物農学医歯薬学

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発表日：2026年4月28日

核の中のDNAの詰まり具合は脂質が決める

～ヘテロクロマチンの新しい制御機構の提案～

細胞の核内においてDNAはクロマチンと呼ばれる構造をとり、その中でもヘテロクロマチンはDNAが高濃度に凝縮した領域として知られています。しかし、この凝縮状態をどのような分子が制御しているかは解明されていません。東北大学大学院薬学研究科の町田雅斗大学院生、梶本真司准教授、中林孝和教授らは、生きた細胞内の分子と硬さの分布を同時に測定できるイメージング法を開発しました。この手法を用いて、ヘテロクロマチンには脂質分子が集積しており、周囲より硬いことを定量的に示しました。さらに、脂質量が減少すると、柔らかくなることがわかりました。これらの結果から、脂質はヘテロクロマチンの凝縮状態を維持する「...

キーワード：空間分布/ラマン散乱/ラマン/ヒストン/持続可能/持続可能な開発/ブリルアン散乱/染色体構造/ヘテロクロマチン/クロマチン/染色体/分子機構/細胞核/生体分子/創薬/遺伝子/遺伝子発現/脂質

他の関係分野：環境学総合理工工学総合生物医歯薬学

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発表日：2026年4月28日

局所的な電気化学反応とラマン分光情報の同時計測が可能なオペランド顕微鏡の開発に成功

－リチウムイオン電池の長寿命化などに必要な固液界面の理解を後押しする新手法－

熊谷明哉教授、立崎瑛太、石毛亮之介（千葉工業大学）、井田大貴講師、高橋康史教授（名古屋大学）、白木将教授（日本工業大学）、珠玖仁教授（東北大学）らの研究グループは、ラマン分光法とナノ電気化学セル顕微鏡（SECCM）を統合した新規オペランド計測手法を開発しました。リチウムイオン電池や電極触媒などの電気化学エネルギーデバイスでは、固液界面での反応が性能・耐久性を左右する重要な要素であり、界面で進行する電気化学プロセスをナノスケールで理解することが求められています。これまでは、ラマン分光法などの計測技術を用いて、局所的な電気化学反応と、それに伴う構造変化を反応動作下（オ...

キーワード：ラマン散乱/分子構造/反応場/ラマン/微小液滴/電極触媒/材料科学/リチウムイオン電池/電気化学反応/オペランド計測/電解液/持続可能/分光計測/分光測定/計測技術/持続可能な開発/界面反応/電池/ナノスケール/マイクロ/リチウム/レーザー/固液界面/光計測/耐久性/長寿命化/電気化学/同時計測/リン酸/SPECT/ラマン分光/ラマン分光法/寿命/不均一性/構造変化

他の関係分野：化学総合理工工学農学医歯薬学

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発表日：2026年4月23日

酸化物イオン伝導体60年分の実験データを体系化

― 高信頼データで次世代酸化物イオン伝導体探索を加速 ―

酸化物イオン伝導体は、固体酸化物形燃料電池や酸素センサー等を支える重要材料です。しかし、多様な材料を横断的に比較できる体系的なデータ基盤は十分に整っていませんでした。東北大学金属材料研究所のJang Seong-Hoon特任助教、清原慎講師、熊谷悠教授、同大学大学院工学研究科の高村仁教授らの研究グループは、過去約60年の実験報告を網羅的に調査し、伝導度の代表的指標である活性化エネルギーと前因子を整理したデータセットを構築しました。本研究では、84報の実験論文から483種類の酸化物を収録しました。特に、過去文献に散見される誤ったアレニウス式による解析を見直し、原論文の図表か...

キーワード：機械学習/人工知能（AI）/回帰モデル/静電相互作用/酸化物イオン伝導体/イオン伝導体/固体酸/クーロン相互作用/持続可能/持続可能な開発/イオン伝導/活性化エネルギー/局所構造/固体酸化物形燃料電池/酸素センサー/電池/燃料電池/分離膜/センサー/金属材料/酸化物/体系化

他の関係分野：情報学総合理工工学

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発表日：2026年4月23日

次世代絶縁性量子材料から電気信号の抽出に成功

― トポロジカル量子コンピューターの核心「量子スピン液体」の制御へ前進 ―

現在、量子コンピューターの開発において、外部ノイズによる計算エラーの克服が最大の課題となっています。その解決策として期待されるのが「量子スピン液体」状態です。この状態は図形的な性質（トポロジー）により情報を保護するため、ノイズ耐性の高い量子計算を可能にします。しかし、有力候補物質のα-RuCl3は電気を通さない絶縁体であり、内部のスピン情報を電気的に測定・操作する手法がないことが実用化の大きな障壁でした。今回、井土宏東京大学大学院理学系研究科特任准教授（研究開始時東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）助教）、Yong P. Chen東北大学金属材料...

キーワード：量子計算/スピン液体/トポロジー/量子コンピュータ/量子スピン/ノイズ/異方性/磁場/トポロジカル/量子スピン液体/材料科学/絶縁体/持続可能/持続可能な開発/電気抵抗/スピン/スピントロニクス/極低温/金属材料/原子力/ゆらぎ/ルテニウム

他の関係分野：情報学総合理工工学医歯薬学

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発表日：2026年4月21日

バイオマス炭素材料を使った高耐久な全有機電池を開発

－大面積パウチ電池直列モジュールの実証：全有機電池実用化へ向けて－

全有機電池の性能は、材料そのものの性質だけでなく、有機分子と炭素材料がどれだけ適合するかによって大きく左右されます。東北大学学際科学フロンティア研究所（FRIS）の中安祐太准教授らの研究グループは、植物由来バイオマス炭素のミクロ孔を有機分子の大きさに合わせて精密に調整することで、水系全有機電池の高性能化と長寿命化を実現しました。本研究では、キノン系有機分子と炭素材料の相互作用に着目し、分子サイズに適合するミクロ孔を設計する「分子適合型ミクロ孔設計（注4...

キーワード：幾何学/高エネルギー/内部構造/放射光/キノン/有機分子/電解液/持続可能/持続可能な開発/材料設計/電子状態/電池/多孔質/多孔質材料/耐久性/炭素材料/超臨界/長寿命化/相関解析/バイオマス/寿命

他の関係分野：化学総合理工工学総合生物農学医歯薬学

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発表日：2026年4月20日

原子核を形作る力の理解に新展開

―ハイパー三重水素原子核を世界最高精度測定―

東京大学大学院理学系研究科の永尾翔助教（理研客員研究員兼務）、中村哲教授（東北大学委嘱教授、理研客員研究員兼務）、理化学研究所仁科加速器科学研究センターの木野量子基礎科学特別研究員（研究当時：東北大学大学院生）、ヨハネス・グーテンベルク大学マインツのJosef Pochodzalla教授、Patrick Achenbach教授らによる国際共同研究グループは、マインツ・マイクロトロンにおいて、ラムダハイパー原子核（以下、ハイパー核、注2）の崩壊パイ中間子分光を行い、ハイパー三重水素原子核（以下、ハイパー三重水素）のラムダ束縛エネルギーを世界最高精度で測定しました。ハイ...

キーワード：核構造/原子核/原子核構造/陽子/加速器/素粒子/素粒子実験/中性子/重水素/中性子星/マイクロ/水素原子/電子ビーム/SPECT/同時測定/寿命

他の関係分野：工学医歯薬学

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発表日：2026年4月18日

反強磁性体を用いたトンネル磁気抵抗効果の理論予測

―次世代高密度・超高速磁気メモリの開発に貢献―

東京大学大学院理学系研究科物理学専攻の田中克大特任助教（研究当時）、見波将特任助教（研究当時）、中辻知教授、有田亮太郎教授（兼：理化学研究所創発物性科学研究センターチームディレクター）、JSR株式会社RDテクノロジー・デジタル変革センターの栂裕太主事、東京都立大学大学院理学研究科物理学専攻の野本拓也准教授、東北大学大学院理学研究科物理学専攻の是常隆教授は、第一原理計算を用いて、ノンコリニア反強磁性体Mn3Snと酸化マグネシウムを組み合わせた磁気トンネル接合（MTJ）を設計し、巨大なトンネル磁気抵抗（TMR）効果が現れることを理論的に予測しました。この成果は、...

キーワード：磁気抵抗/反強磁性/反強磁性体/酸化マグネシウム/トポロジカル/トポロジカル物質/磁気モーメント/磁気抵抗効果/磁性体/トンネル磁気抵抗効果/メモリ/強磁性/強磁性トンネル接合/絶縁材料/絶縁体/強磁性体/磁性材料/電気抵抗/電子状態/トンネル/トンネル効果/マグネシウム/多層膜/第一原理/第一原理計算/低消費電力/量子力学

他の関係分野：総合理工工学

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発表日：2026年4月18日

34億年前の海洋に生物的硫黄代謝の痕跡

――太古の浅瀬は生命にとっての"硫黄のオアシス"だった？――

東京大学大気海洋研究所の笹木晃平特任研究員および高畑直人助教、千葉大学大学院理学研究院の石田章純准教授、東北大学大学院理学研究科の掛川武教授、名古屋大学大学院環境学研究科の杉谷健一郎教授らからなる研究チームは、約34億年前の岩石から地球史初期の生命が硫酸イオン（SO42-）を使って呼吸していた痕跡を見出しました。本研究で調べたのは、岩石の中にある直径0.01mmより小さい同心円状の黄鉄鉱（FeS2）です。最新の分析装置であるナノスケール二次イオン質量分析計（NanoSIMS）を用いて、この小さな黄鉄鉱組織の内部...

キーワード：海洋/古環境/古環境復元/質量分析装置/太古代/堆積岩/同位体/硫黄同位体/同位体比/質量分析/持続可能/持続可能な開発/ナノスケール/ナノメートル/質量分析計/分解能/有機物/生態系/微生物/層構造/空間分解能

他の関係分野：環境学総合理工工学農学医歯薬学

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発表日：2026年4月16日

ミュオン触媒核融合を駆動するミュオン分子の直接観測に世界で初めて成功

─高分解能X線分光法を使い理論モデルを実験で実証─

中部大学と東北大学を中心とする国際共同研究グループは、高分解能X線検出器を用いて、素粒子のミュオンを使う核融合（ミュオン触媒核融合：µCF）の反応率を左右するミュオン分子の共鳴状態を世界で初めて直接観測し、量子力学的な状態ごとの存在比を定量的に決定しました。これまで不明確であった分子生成過程の実像が明らかとなり、長年にわたる理論と実験の不一致を解消しました。ミュオン分子の中では、原子核同士が極めて近距離に閉じ込められることにより、プラズマを用いず常温でも核融合を起こすことができます。本成果は、量子状態を...

キーワード：核融合/原子核/準安定/閉じ込め/ミュオン/素粒子/同位体/X線分光/検出器/重水素/太陽/共鳴状態/持続可能/持続可能な開発/X線検出器/マイクロ/高効率化/水素原子/分解能/量子力学/高分解能/寿命/放射線

他の関係分野：化学工学医歯薬学

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発表日：2026年4月15日

電子を操って原子核の半減期を大きく変える

－「電子架橋遷移」の存在を示す重要な証拠を発見－

理化学研究所（理研）仁科加速器科学研究センター核化学研究開発室の重河優大特別研究員（研究当時、現客員研究員、筑波大学数理物質系助教）、羽場宏光室長、光量子工学研究センター時空間エンジニアリング研究チームの山口敦史専任研究員、大阪大学大学院理学研究科の笠松良崇教授、東北大学先端量子ビーム科学研究センターの菊永英寿准教授、同金属材料研究所の白崎謙次講師（研究当時）、高エネルギー加速器研究機構素粒子原子核研究所の和田道治名誉教授らの共同研究グループは、原子核の周りにある電子の数を変えて、励起状態のトリウム229[1]原子核の半減期を大きく変化させることに成功しました。...

キーワード：原子核/高エネルギー/準安定/ノイズ/加速器/素粒子/同位体/γ線/励起状態/レーザー/金属材料/周波数/量子ビーム

他の関係分野：化学工学

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発表日：2026年4月15日

2016年熊本地震の断層活動履歴を高精度に解明

―トレンチ調査が明らかにした1.5万年の記録―

千葉大学大学院理学研究院の石村大輔准教授、東北大学大学院理学研究科の高橋直也助教、同志社大学理工学部の堤浩之教授、九州大学大学院比較社会文化研究院の市原季彦研究員らの研究チームは、2016年の熊本地震を発生させた活断層の活動履歴を高精度に明らかにするために、当時の地震で出現した地表地震断層（以下、地震断層）上での掘削調査（断層トレンチ注１）調査）に取り組みました（図1）。その結果、過去約15,000年間に最大で8回の活動があったことを解明しました。更に近年の活動時期については、200〜300年の範囲まで高精度に絞り込むことに成功したと同時に、地震前後の地形データ...

キーワード：活断層/火山灰/熊本地震/地震断層

他の関係分野：複合領域工学

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発表日：2026年4月14日

金星大気下層に漂う微粒子の起源は流れ星

-- 金星大気観測「50年の謎」に新説 --

金星の高度約47 km以下には「下層ヘイズ」と呼ばれる微粒子の層が存在することが、1970年代の探査機による観測で分かっていました。しかし、この微粒子がどこから来て、何でできているのかという問いは、50年来の未解決問題として残されてきました。東北大学大学院理学研究科地球物理学専攻の狩生宏喜大学院生（現：東京科学大学研究員）、黒田剛史助教、寺田直樹教授らの研究グループは、ベルギー王立宇宙航空研究所等との国際共同研究により、独自に開発した雲微物理モデルを用いて下層ヘイズ生成のシミュレーションを行いました。その結果、金星大気へ絶えず降り注ぐ宇宙塵が、観測された下層ヘイズの性質を説...

キーワード：金星大気/宇宙塵/金星/系外惑星/太陽/太陽系/太陽系外惑星/惑星/惑星大気/ベルギー/紫外線/シミュレーション/ナノメートル/微粒子/物理モデル/ELSI

他の関係分野：工学医歯薬学

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発表日：2026年4月14日

ナノサイズの「磁気の渦」の正体を解明

― 次世代・超省電力メモリ実現へ新たな設計指針 ―

スキルミオンは、電子のスピン（小さな磁石）が渦巻状に並んだ特殊な構造（図1a）で、一度できると壊れにくく、しかもごくわずかな電流で動かせるという優れた性質を持つことから、次世代の超低消費電力メモリや情報デバイスの切り札として注目されています。これまでスキルミオンの形成には、結晶構造に表と裏の区別がある特殊な環境が必要であると考えられていました。しかし近年、これまでの常識では説明できない材料から、直径わずか約2ナノメートルという「世界最小級」のスキルミオンが発見され、世界的な注目を集めています。特にEu（Ga,Al）...

キーワード：化学物質/トポロジー/フェルミ面/角度分解光電子分光/光電子分光/加速器/軟X線/放射光/γ線/磁場/赤外線/超伝導/スキルミオン/磁性体/材料科学/電子分光/メモリ/可視光/強磁性/持続可能/紫外線/持続可能な開発/強磁性体/電子状態/アルミニウム/スピン/ナノサイズ/ナノメートル/低消費電力/電磁波/結晶構造/スキル

他の関係分野：環境学総合理工工学農学医歯薬学

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発表日：2026年4月9日

リラクサー強誘電体の長年の謎を解明

―ナノ極性領域の成長と相互作用を初めて直接観測―

スマートフォンやセンサーなど、私たちの生活に欠かせない電子機器には、「リラクサー強誘電体（注４）」と呼ばれる極めて高性能な材料が使われています。しかし、なぜこれほど高い性能を発揮するのか、その根本的な理由は数十年もの間、物理学の大きな謎でした。東北大学、静岡大学、東京科学大学の研究グループは、最先端の4次元走査透過電子顕微鏡手法（4D-STEM）（注５）を用いて、代表的なリラクサー材料であるPMN（鉛マグネシウムニオブ酸）の内部をナノメートル単位で観察しました。その結果、温度が下がるにつれて「電気的な偏りを持つナノ領域」が成長し、ネットワ...

キーワード：画像データ/再生可能エネルギー/物質科学/圧電性/電子線/リラクサー/誘電体/誘電率/持続可能/持続可能な開発/STEM/ニオブ/強誘電体/センサー/ナノメートル/マグネシウム/自動車/電気自動車/電子顕微鏡/透過電子顕微鏡/スマートフォン

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発表日：2026年4月8日

高誘電体を高精度に予測・発見するAI手法を開発

― 分解統合型AIが切り拓く高誘電体探索 ―

物質の微視的構造が示す振る舞いを高精度に理解することは新規材料の創出や特性制御に不可欠ですが、その本質的理解には膨大な計算資源を要する量子力学計算が必要であり、大規模材料探索や迅速な設計の大きな障壁でした。東北大学大学院工学研究科の滝川敦之大学院生、同大学金属材料研究所の清原慎講師、熊谷悠教授らのグループは、物質の原子配列情報のみから誘電率へのイオンの寄与を高精度に予測できるAI手法を開発しました。具体的には、物質の結晶構造をグラフとして表現し、グラフニューラルネットワーク（GNN）を用いてBorn有効電荷（注４...

キーワード：AI/グラフニューラルネットワーク/ニューラルネットワーク/機械学習/人工知能（AI）/電気分極/材料科学/DFT/バンドギャップ/フォノン/誘電体/誘電率/持続可能/持続可能な開発/原子配列/点欠陥/電子構造/電子状態/ニューラルネット/金属材料/酸化物/周波数/密度汎関数理論/量子力学/結晶構造/スクリーニング

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発表日：2026年4月8日

ガラスにならない酸化アルミニウムを透明な非晶質の塊に

〜5配位ピラミッドと6配位八面体からなる超高密度構造と結晶を超える誘電率を高圧力で実現〜

工学院大学（学長：今村保忠、所在地：東京都新宿区／八王子市）と物質・材料研究機構（理事長：宝野和博、所在地：茨城県つくば市、以下「NIMS」）を中心とする研究チームは、京都大学、名古屋大学、日本電子株式会社、東北大学、島根大学、岡本硝子株式会社をはじめ、国内複数機関との共同研究により、従来「ガラスにならない」と考えられてきた単一成分酸化物である酸化アルミニウム（Al2O3、アルミナ）について、室温の高圧プロセスにより、ミリメートルサイズの透明な非晶質（アモルファス）の塊（バルク）を合成することに成功しました。得られた試料が、高い熱伝導率や硬さを...

キーワード：磁気共鳴/物質科学/X線回折/高圧力/中性子/中性子回折/超高圧/放射光/放射光X線/非晶質/誘電率/持続可能/持続可能な開発/誘電特性/アモルファス/アルミナ/局所構造/アルミニウム/コーティング/モデリング/酸化物/多孔質/電気化学/熱伝導/熱伝導率/ガラス状態/核磁気共鳴

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発表日：2026年4月3日

放射光実験の大容量データの即時圧縮技術を開発

－SPring-8のデータを8,600分の１に圧縮－

理化学研究所（理研）放射光科学研究センター制御情報・データ創出基盤グループの初井宇記グループディレクター、高輝度光科学研究センター研究DX推進室の西野玄記主幹研究員（理研放射光科学研究センター客員研究員）、城地保昌室長（理研放射光科学研究センタービームライン制御解析チームチームリーダー）、東北大学大学院理学研究科の齋藤真器名准教授（理研放射光科学研究センター客員研究員（研究当時））らの共同研究グループは、放射光実験におけるX線画像検出器から出力される大容量データを即時圧縮するデータ処理基盤を開発し、大型放射光施設「SPring-8」[1]において構築し、運用を始めました...

キーワード：FPGA/高性能計算/最適化/並列処理/SPring-8/放射光/検出器/力制御/持続可能/持続可能な開発/動的挙動/センサー/データ処理/ピコ秒/マイクロ/集積回路/半導体/ナノテクノロジー/バイオテクノロジー

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発表日：2026年4月3日

日本工営×東北大学 The Good City共創研究所を設置

ID&E ホールディングス株式会社（本社：東京都千代田区、代表取締役社長：新屋浩明）傘下の日本工営株式会社（本社：東京都千代田区、代表取締役社長：福岡知久、以下「日本工営」）と国立大学法人東北大学（総長︓冨永悌二、宮城県仙台市、以下「東北大学」）は、2026年4月1日より「日本工営×東北大学 The Good City共創研究所」（以下「共創研究所」）を東北大学大学院工学研究科内に設置し、活動を開始します。日本工営は経営理念に「誠意をもってことにあたり、技術を軸に社会に貢献する。」を掲げ、自ら技術を磨き、蓄積さ...

キーワード：レジリエンス/産学連携/リアルタイムモニタリング/デジタルツイン/モニタリング/ライフライン/地震動/レジリエント

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発表日：2026年4月3日

小惑星ベヌー試料から核酸塩基と高濃度の尿素を検出

～小惑星環境での化学プロセスの絞り込みに成功～

北海道大学低温科学研究所の大場康弘准教授、海洋研究開発機構の古賀俊貴ポストドクトラル研究員、高野淑識上席研究員、九州大学大学院理学研究院の奈良岡浩教授（研究当時）、東北大学大学院理学研究科の古川善博教授らが所属する国際研究グループは、アメリカNASA主導の小惑星探査計画「OSIRIS-REx」で炭素質B型小惑星（101955）ベヌー（Bennu）から持ち帰られた粒子から、地球生命に必須の核酸塩基全5種を含む、合計38種の窒素複素環化合物*1、及び高濃度の尿素*2の検出に成功しました。小惑星サンプルリターン計画「OSIRIS-REx」では、...

キーワード：海洋/化学進化/小惑星/惑星/惑星探査/アンモニア/環状化合物/複素環化合物/グルコース/有機分子/アミン/前駆体/有機物/リン酸/代謝産物/RNA/アミノ酸/ヌクレオシド/核酸塩基/遺伝子

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発表日：2026年4月1日

金属粒子の扁平化工程のスケールアップ方法を開発

―量産化コスト削減に期待―

太陽電池の集電電極など、高信頼性が要求される部材には、銀粒子を含有した導電性ペーストがよく用いられます。ボールミルを用いて扁平化したフレーク状銀粒子は、粒子同士が平坦な面で接触し導電パスが形成されやすくなるため、他形状の銀粒子と比べ、導電性の向上が期待できます。高価な銀の使用量を削減するため、小型機を用いて開発されたフレーク状銀粒子を効率的に大型機で量産化する必要があります。量産化のためには、扁平化工程をスケールアップ（大型化とその運転条件決定）することが求められる一方で、そのスケールアップ手法はこれまで確立されていませんでした。東北大学大学院環境科学研究科博士後期課程の小島拓...

キーワード：DEM/物質科学/太陽/持続可能/持続可能な開発/太陽電池/電池/シミュレーション/モデル化/導電性/半導体/離散要素法

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発表日：2026年4月1日

脂肪を構成する脂肪酸を光で定量的に分析する技術を開発

―病気予防技術の開発に貢献―

関西学院大学（兵庫県西宮市、学長：森康俊）生命環境学部の佐藤英俊教授、岩崎啓太助教、理工学研究科のBibin Bintang Andriana准教授、Pradjna N. Paramitha氏（博士課程後期課程）、尾崎幸洋名誉教授と、東北大学大学院農学研究科の仲川清隆教授、乙木百合香助教、楠本惟吹助教らの研究グループは、生きた細胞の中に蓄積する脂肪の組成を定量的に分析できる技術を開発しました。本研究成果は、「Analytical Chemistry」に2026年3月9日付（日本時間）で掲載されました。...

キーワード：ラマンスペクトル/スペクトル/ラマン/持続可能/持続可能な開発/SPECT/ラマン分光/ラマン分光法/脂肪細胞/クロマトグラフィー/細胞死/脂肪酸

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発表日：2026年4月1日

ナノテラスのナノCT画像からガス拡散を10秒で予測

―燃料電池の高出力・長寿命化に向けた材料設計最適化へ―

クリーンエネルギーとして実用化が進む固体高分子形燃料電池では、触媒層で酸素や水素が反応することで電気エネルギーが生み出されます。触媒層に形成される複雑な多孔質構造は、反応ガスの通路かつ反応の場であり、発電性能を左右する重要な要素ですが、ナノスケールの微細構造であるため、非破壊観察やガス拡散特性の解析は容易ではありませんでした。東北大学大学院工学研究科の荒井翔太特任研究員と吉留崇准教授、同大学国際放射光イノベーション･スマート研究センターの高山裕貴准教授は、ナノテラスで開発したX線タイコグラフィ（注6）による非破壊ナノ...

キーワード：高次元データ/アルゴリズム/機械学習/最適化/パートナーシップ/温室効果ガス/コヒーレント/低次元/非線形/温室効果/素粒子/内部構造/放射光/高分子/クリーンエネルギー/レンズ/持続可能/持続可能な開発/材料設計/電池/燃料電池/ナノスケール/ナノメートル/レーザー/拡散係数/自動車/多孔質/長寿命化/二酸化炭素/微細構造/分解能/プロトン/高分解能/computed tomography/寿命/大気汚染/CT画像

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発表日：2026年3月31日

スメクチック磁束液晶におけるマグナス力支配型の渦ダイナミクスを実証

～超伝導を"トポロジカル流体"として捉える新視点～

北海道大学大学院理学研究院の延兼啓純助教、同大学大学院理学院の髙橋杏介氏（研究当時）、同大学大学院理学研究院の松永悟明准教授、日本原子力研究開発機構原子力科学研究所先端基礎研究センター（研究開始時：東北大学金属材料研究所）の木俣　基研究副主幹、北海道大学丹田　聡名誉教授らの研究グループは、超伝導*1体中に形成される「スメクチック磁束液晶*2」において、トポロジカル欠陥「スメクチック・ディスロケーション渦*3」の運動を初めて捉え、流体力学的なマグナス力*4が支配する新しい磁束渦ダイナミクスの観測に成功しまし...

キーワード：トポロジー/磁束量子/超伝導体/低次元/輸送現象/量子コンピュータ/量子トポロジー/量子渦/量子化/量子輸送/量子輸送現象/磁場/超伝導/スメクチック液晶/液晶/トポロジカル/電子デバイス/持続可能/省エネ/持続可能な開発/電気抵抗/ダイナミクス/金属材料/原子力/省エネルギー/流体力/流体力学/層構造/サッカー

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発表日：2026年3月31日

活性酸素が引き起こす見逃されていたDNA損傷プロセス

― 光反応による「脱塩基部位」の生成を発見、次世代の光機能性DNAを実現する精密設計の基盤へ ―

光や炎症などで生じる酸化ストレスは、DNAに損傷を与え、老化やがんをはじめとする疾患の原因となることが知られています。しかし、DNAの損傷プロセスには、まだ解明されていない部分が残されています。東北大学多元物質科学研究所の山野雄平助教、鬼塚和光准教授、永次史教授らの研究グループは、光触媒による光酸化反応において、DNA中のグアニン残基から「脱塩基部位（APサイト）」が生成する未知の損傷プロセスを明らかにしました（図1）。また、質量分析に基づく独自の解析法により、酸化されたDNAをオリゴマー（注4）の状態で直接解析しま...

キーワード：物質科学/芳香族/光反応/光機能性材料/質量分析/光機能/一重項酸素/酸素分子/持続可能/持続可能な開発/光触媒/機能性材料/機能性/DNA損傷/オリゴマー/核酸塩基/活性酸素/酸化反応/分子設計/ストレス/酸化ストレス/老化

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発表日：2026年3月28日

有望な骨補填材の骨再生力を増強

―リン酸八カルシウム/ゼラチン/コラーゲン様ペプチド組成が骨形成を促進―

自己修復が困難な骨欠損を治療するために、自家骨に代わる安定供給可能な人工材料が開発されていますが、その適用の拡大には骨再生能の増強が課題とされています。東北大学大学院歯学研究科（生体材料理工学分野）の濱井瞭講師、土屋香織学術研究員、鈴木治教授、同大医学系研究科（整形外科学分野）の原田健登大学院生、森優講師、金淵龍一助教、相澤俊峰教授らの研究グループは、北海道大学大学院歯学研究院（硬組織微細構造学教室）の長谷川智香准教授、網塚憲生教授と共同で、OCP/Gel/CMPの骨再生がどのように生じているかを研究し、その発現メカニズムを提案しました。Gelの部位に、コラーゲンよりも小...

キーワード：TCP/水溶液/分子構造/共重合体/ゲル化/らせん構造/共重合/高分子/物理化学/材料科学/前駆体/アパタイト/持続可能/複合化/持続可能な開発/リン酸カルシウム/ナノサイズ/高分子材料/自己修復/微細構造/人工骨/カルシウムイオン/生体内/リン酸/アミノ酸配列/ヒアルロン酸/整形外科学/臨床応用/ハイドロキシアパタイト/骨再生/骨細胞/歯学/石灰化/組織再生/アミノ酸/カルシウム/コラーゲン/プロリン/ラット/間質細胞/骨芽細胞/骨吸収/骨形成/細胞接着/破骨細胞/脂質/生体材料/線維化

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発表日：2026年3月25日

細胞内小器官の熱伝導率を初めて定量化

─センサより小さな領域の熱分析を可能にする技術を開発─

生物は外部環境に応じて身体の状態を柔軟に変化させます。細胞も同様に、外部環境に応じて熱物性を自発的に調整する機能を持つと考えられていますが、そのメカニズムはいまだ十分に解明されていません。東北大学大学院工学研究科ロボティクス専攻の猪股直生准教授らは、透明なマイクロ温度センサアレイで得た実測データと、熱拡散方程式に基づく逆解析を組み合わせることで、センサより小さい細胞内のオルガネラ（核、ミトコンドリア、細胞質）の熱伝導率を評価することに成功しました。さらに外部環境温度を変えて調べた結果、熱伝導率が最大となる温度...

キーワード：位置情報/分析技術/拡散方程式/細胞内小器官/オルガネラ/ゴルジ体/熱物性/蛍光観察/持続可能/持続可能な開発/熱拡散/アクチュエータ/マイクロ/ロボティクス/逆解析/熱伝導/熱伝導率/熱輸送/ミトコンドリア/小胞体

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発表日：2026年3月25日

超伝導の常識を覆す発見

―スピン三重項超伝導体だけがもつ特別な性質―

京都大学大学院理学研究科の松村拓輝博士課程学生、高橋侑希同修士課程学生(研究当時)、松林陸同修士課程学生、金城克樹同博士課程学生(現：東北大学多元物質科学研究所助教)、北川俊作同准教授、石田憲二同教授の研究グループ(理学研究科物理学・宇宙物理学専攻物理学第一教室)は、日本原子力研究開発機構原子力科学研究所先端基礎研究センターの徳永陽研究主席のグループ、東北大学金属材料研究所附属量子エネルギー材料科学国際研究センターの青木大教授のグループ、東北大学金属材料研究所の佐々木孝彦教授のグループとの共同研究から、スピン三重項超伝導体特有の性質を明らかにしました。超伝導*...

キーワード：超伝導体/反磁性/物質科学/磁化率/宇宙物理学/磁場/超伝導/材料科学/持続可能/温度依存性/持続可能な開発/単結晶/電気抵抗/スピン/金属材料/原子力/量子力学/極限環境

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発表日：2026年3月25日

顔が見えると、英語の発話練習はより正確に

― 行動データと脳活動が示す話者の顔情報の効果 ―

英語学習において、聞こえた音声をほぼ同時に繰り返す「シャドーイング」は、聞く力と話す力を結びつける練習法として広く用いられています。しかし、従来の研究や教材の多くは音声のみを対象としており、話し手の顔情報が学習に与える影響は十分に検証されていませんでした。東北大学大学院国際文化研究科で言語脳科学を専門とする鄭嫣婷教授と、第二言語シャドーイング研究を長年牽引してきた関西学院大学の門田修平教授（研究実施当時。現：同大学名誉教授）らによる共同研究チームは、機能的磁気共鳴画像法（fMRI）を用いて脳活動を同時に計測し、顔情報が発話を伴う言語処理にどのように関与するのか...

キーワード：第二言語習得/オンライン学習/人工知能（AI）/シャドーイング/言語処理/動機づけ/脳活動/映像教材/磁気共鳴/陽子/脳活動計測/持続可能/持続可能な開発/画像計測/血流/磁気共鳴画像/脳画像/脳科学/海馬

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発表日：2026年3月24日

室温かつ短時間で、リチウム金属とガーネット型酸化物固体電解質の界面形成に成功

―全固体電池の実用化を後押しする新しい手法―

全固体リチウム金属電池は、高い安全性とエネルギー密度を兼ね備えた次世代電池として注目されています。その中でもガーネット型酸化物固体電解質 Li₇La₃Zr₂O₁₂（LLZO）は有力な材料とされていますが、リチウム金属との界面接触不良や表面に形成される絶縁性炭酸リチウム層（Li₂CO₃）により、高い界面抵抗が生じることが実用化の大きな課題とされてきました。東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の程建鋒准教授、同大学金属材料研究所の加藤秀実教授、同大学大学院工学研究科の福田幹久大学院生らの研究チームは、金属接合に広く用いられている超音波接合法を応用し、室温かつ数秒という短...

キーワード：高周波/材料科学/全固体電池/ガーネット/持続可能/持続可能な開発/固体電解質/塑性変形/電池/リチウム/金属材料/酸化物/自動車/超音波/電解質

他の関係分野：工学

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発表日：2026年3月23日

遺伝子変異に合わせたRNA標的創薬へ RNA構造と低分子化合物の相互作用を大規模に検出する新技術『BIVID-MaP』を開発

宮下映見大学院生（京都大学iPS細胞研究所（CiRA）未来生命科学開拓部門・株式会社xFOREST Therapeutics）、小松リチャード馨最高技術責任者（株式会社xFOREST Therapeutics）、齊藤博英教授（CiRA未来生命科学開拓部門・東京大学定量生命科学研究所）、および鬼塚和光准教授（東北大学多元物質科学研究所）らの研究グループは、遺伝子変異によって変化するRNA構造と低分子化合物の相互作用を大規模に検出する新技術「BIVID-MaP」を開発し、変異特異的な化合物結合を1塩基レベルの解像度で特定することに成功しました。RNAの立体構造は、遺伝子発現を調...

キーワード：最適化/物質科学/結合状態/持続可能/持続可能な開発/cDNA/iPS細胞/RNA/ラット/高次構造/創薬/低分子化合物/立体構造/遺伝子/遺伝子発現/遺伝子変異/個別化医療

他の関係分野：情報学工学医歯薬学

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発表日：2026年3月19日

レンズ形状を変えずに焦点距離を変えるテラヘルツレンズ

―三次元バルクメタマテリアルで実現、6Gなどへの応用に期待―

テラヘルツ波は次世代移動通信システム（6G）の候補周波数帯として注目されており、非破壊検査や医療診断などへの利用が期待されています。しかし、この周波数帯では利用できる光学材料が限られており、レンズなどの光学素子を設計する際の自由度が低いことが課題となっています。東北大学大学院工学研究科ロボティクス専攻の金森義明教授らの研究グループは、シリコン微粒子を樹脂中に分散させた三次元バルクメタマテリアルを用いて、テラヘルツレンズを開発しました。通常、レンズの焦点距離は形状によって決まりますが、本研究では材料設計によって屈折率を制御することで、レンズ形状を変えずに焦点距離を調整できる...

キーワード：移動通信/無線通信/ミリ波/テラヘルツ/赤外線/光学材料/樹脂/テラヘルツ波/レンズ/持続可能/メタマテリアル/持続可能な開発/材料設計/シリコン/マイクロ/マイクロ波/ロボティクス/屈折率/携帯電話/光学素子/周波数/電磁波/非破壊検査/微細構造/微粒子/複合材/複合材料

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発表日：2026年3月19日

線状降水帯による集中豪雨を人為的に分散

―雲への種まき「シーディング」の数値実験―

線状降水帯による集中豪雨は近年深刻な水害を引き起こしています。東北大学大学院工学研究科の平賀優介助教とJacqueline Mbugua特任助教は、千葉大学の小槻峻司教授、法政大学の鈴木善晴教授、カリフォルニア大学のShu-Hua Chen教授、富山大学の安永数明教授、濱田篤准教授、京都大学の舩冨卓哉教授らとの共同研究により、豪雨の集中を緩和し、被害を軽減できる可能性を検討しました。2014年の広島豪雨を対象にスーパーコンピューターで線状降水帯を再現し、発達する雲に大量のドライアイスなどをまく数値実験を実施しました。その結果、一定条件下で、豪雨域の3時間雨量が平均11.5%、最大32%減少し...

キーワード：スーパーコンピュータ/気候変動/水蒸気/数値実験/数値計算/持続可能/持続可能な開発/集中豪雨/3次元構造/シミュレーション/ドライアイ

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発表日：2026年3月18日

情報の安定性と信号強度の両立を実現

―保磁力最大約10倍を達成、次世代省エネ磁気メモリへ―

デジタル社会の進展に伴い消費電力の増大が課題となる中、待機電力を大幅に削減できる次世代磁気メモリの開発が注目されています。磁気メモリの性能を高めつつ待機電力を削減するためには、読み出し信号を強化するとともに情報の保持能力を高める必要があります。しかし一般に、情報の保持能力（安定性）を高めると、読み出し信号の強さが低下するというトレードオフがあり、長年の課題でした。こうしたメモリ性能は、材料の保磁力と磁化という物性によって決まります。東北大学らの研究グループは、材料の成分をナノメートル単位で膜厚方向に連続制御する「ナノ傾斜設計」により、磁化を高水準で維持したまま保磁力を従来比約10倍...

キーワード：パートナーシップ/陽子/量子スピン/J-PARC/加速器/中性子/放射光/磁場/太陽/円二色性/トレードオフ/磁気円二色性/マンガン/スピンデバイス/メモリ/持続可能/省エネ/持続可能な開発/材料設計/スピン/ナノスケール/ナノメートル/原子力/ルテニウム

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発表日：2026年3月18日

メタ分子を用いてマイクロ波のマジックミラー効果を室温で実現

―新奇キメラ準粒子「磁気カイラルポラリトン」の巨大な人工移動媒質効果が鍵―

現代社会で情報の処理や通信を支える電子デバイスの機能は、電子に影響を及ぼす物質中の様々な準粒子―粒子のように振舞う量子力学的存在―に由来します。その中でも近年、磁石での準粒子（マグノン）と携帯電話で用いられるマイクロ波など電磁波（光子）が結合したハイブリッド準粒子を介した、マイクロ波の一方向透過（マジックミラー効果）が通信の分野で注目されています。しかしながら、これまでは低温や大型の共振器や複雑な構造を必要とする場合が多く、室温動作、小型化、自由空間での応用には課題がありました。東北大学大学院理学研究科の三田健太郎大学院生、同大学高度教養教育・学生支援機構の児玉俊之特任助教（高等研...

キーワード：マグノン/準粒子/らせん構造/スキルミオン/プラズモン/共振器/電子デバイス/スピン/マイクロ/マイクロ波/屈折率/携帯電話/電磁波/量子力学/キメラ/スキル/ラット

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発表日：2026年3月13日

暑さで1日の水の代謝回転はどう変わる？

－高齢者の水代謝を二重標識水法で解明－

近年、気候変動の影響で猛暑日が増加しています。特に高齢者は暑さに弱く、適切な水分補給が重要です。しかし、暑い環境において自由に生活を送る場合、体内の水がどの程度代謝されているのかは十分に分かっていませんでした。東北大学大学院医工学研究科の山田陽介教授、医学系研究科の金鉉基准教授らの研究グループは、京都府亀岡市に住む65歳以上の高齢者26人を対象とし、春（平均19℃）と夏（平均29℃、最高35℃）で体内の水の代謝を比較しました。その結果、夏には体内の水の代謝回転量が1日あたり約640mL増加することが明らかになりました。一方で身体活動やエネルギー消費量は平均的に減少していましたが、夏...

キーワード：エネルギー消費量/身体活動/身体活動量/安定同位体/気候変動/同位体/エネルギー消費/持続可能/持続可能な開発/熱環境/放射能/医工学/スポーツ/日常生活/高齢者

他の関係分野：複合領域工学総合生物医歯薬学

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発表日：2026年3月12日

p型・n型制御に成功：窒化物熱電薄膜の実用化に前進

―残留酸素を活用した欠陥設計でキャリア極性を制御―

近年、集積化や小型化に適した薄膜熱電材料（注4）への関心が高まっています。中でも、高温環境下で安定に動作する遷移金属窒化物は有望材料とされ、特にクロム窒化物（CrN）は優れたn型熱電特性を示すことが知られています。一方、実用的な薄膜熱電モジュールには、同一材料系でn型とp型の両立が不可欠ですが、従来手法ではプロセスの複雑さが課題となっていました。東北大学大学院工学研究科の双逸助教と須藤祐司教授らの研究グループは、スパッタリング装置内の残留酸素を活用し、反応性窒素ガス流量を制御す...

キーワード：EXAFS/放射光/スペクトル/耐熱性/クロム/遷移金属/キャリア/スパッタ法/持続可能/高温環境/持続可能な開発/窒化物/電気伝導/熱電材料/スパッタリング/フーリエ変換/第一原理/第一原理計算/半導体/結晶構造

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発表日：2026年3月12日

電子のふるまいを1マイクロメートルの細かさで見る顕微鏡の開発に成功

～量子材料・次世代情報処理デバイス開発の加速に期待～

量子科学技術研究開発機構（QST）の山本航平研究員、宮脇淳主幹研究員、東北大学学際科学フロンティア研究所の鈴木博人助教らの研究グループは、ナノテラスに設置した電子状態のわずかなエネルギー差を見分ける超高エネルギー分解能をもつQSTの共鳴非弾性X線散乱（RIXS：注２）装置「2D-RIXS」において、物質中の電子のふるまいを1マイクロメートル以下の精度で可視化することに世界で初めて成功しました。本装置は、ナノテラスの高輝度X線と独自の光学設計を組み合わせることで、これまで困難だった「材料内部の量子状態の空間分布」を、顕微鏡のように直接観測することを可能にします。本成果は、量子材料やスピ...

キーワード：位置情報/空間分布/分析技術/高エネルギー/超高エネルギー/加速器/軟X線/非弾性/放射光/太陽/太陽光/磁性体/ナノデバイス/半導体デバイス/微細化/持続可能/空間情報/持続可能な開発/電子状態/シリコン/スピン/スピントロニクス/ナノメートル/マイクロ/半導体/微細構造/分解能/量子力学/マッピング/空間分解能/不均一性

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発表日：2026年3月12日

受容体の活性化サイクルの網羅的可視化

―時間分解構造解析により明らかになったGPCRのGタンパク質選択性と2つのGタンパク質活性化経路―

東京大学先端科学技術研究センターの加藤英明教授と、京都大学大学院薬学研究科の井上飛鳥教授、明治大学理工学部の光武亜代理准教授、京都大学大学院生命科学研究科の角野歩准教授らによる研究グループは、ヒトの生理機能調節に深く関わり、創薬上重要な標的でもあるGタンパク質共役型受容体（GPCR）について、そのGタンパク質活性化メカニズムの詳細を明らかにしました。細胞の表面には、ホルモンや神経伝達物質など外からの合図を受け取る「受容体」が並んでいます。なかでもGPCRは、痛み・血圧・食欲・精神機能など多様な生理機能を調節しており、現在使われる医薬品の多くがこのGPCRを標的とし...

キーワード：時間分解/分子動力学シミュレーション/タンパク質複合体/神経ペプチド/結合状態/選択性/持続可能/持続可能な開発/シミュレーション/原子間力顕微鏡/電子顕微鏡/動力学/分子動力学/リン酸/クライオ電子顕微鏡/高速原子間力顕微鏡/細胞膜/ホルモン/神経伝達物質/生理機能/GPCR/Gタンパク質/Gタンパク質共役型受容体/RNA/受容体/創薬/血圧

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発表日：2026年3月10日

膨張と収縮を繰り返す磁気ドメイン状態を発見

―磁界周波数コンバータや磁気周波数逓倍器など新しい磁気デバイス応用を発想―

迷路のような磁気ドメインをもつ磁性材料に、強い磁場パルスを加えると、磁性材料全体の磁化が振動する現象が観測されていましたが、そのメカニズムが分かっていませんでした。東北大学、豊橋技術科学大学、信越化学工業株式会社、トルコ・コチ大学による国際共同研究グループは、大規模3次元マイクロ磁気シミュレーションによって、迷路のような磁気ドメインをもつ磁性材料の磁場パルスに対する動的応答を計算しました。この結果、磁気ドメインが膨張と収縮を繰り返していることが分かりました。さらに、その繰り返し周波数は、入力した磁気パルスの強...

キーワード：電気通信/パルス/パルス磁場/磁場/数値計算/磁性体/ガーネット/電子回路/持続可能/持続可能な開発/磁性材料/シミュレーション/マイクロ/周波数

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発表日：2026年3月10日

光で湿度を測る新材料を開発

― 蛍光の明るさと寿命、二刀流センサーが環境管理を変える ―

湿度の精密な制御は、食品・医薬品の品質管理や半導体製造など幅広い産業で不可欠です。従来の電気式センサーは電磁ノイズの影響を受けやすく、電子部品が密集する環境での使用に課題がありました。東北大学多元物質科学研究所の長谷川拓哉准教授、大阪大学産業科学研究所の後藤知代特任教授（常勤）（奈良先端科学技術大学院大学先端科学技術研究科教授兼務）、岡山理科大学理学部の佐藤泰史教授らの研究グループは、モリブデン酸イッテルビウム（Yb2(MoO4)3）にエルビウムイオン（Er3+）を添加した蛍光材料を合成し、この...

キーワード：品質管理/環境変化/結晶格子/蛍光寿命/水分子/物質科学/ノイズ/近赤外/近赤外線/赤外線/モリブデン/可視光/蛍光体/持続可能/構造モデル/持続可能な開発/光学特性/センサー/マイクロ/レーザー/半導体/結晶構造/ゆらぎ/寿命

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発表日：2026年3月6日

機械学習を活用し、量子ドットの電圧を自動的に調整する手法を実証

─大規模量子コンピューターの調整自動化に期待─

半導体スピン量子ビットは集積性や既存の半導体技術との親和性の高さなどの観点から、量子コンピューターの構成要素として期待されています。量子コンピューターの実用化のためには、大量の量子ビットが必要とされることから、これらをより効率的に調整する手法を開発することが重要です。東北大学大学院工学研究科の武藤由依大学院生（電気通信研究所配属）、同未踏スケールデータアナリティクスセンターのMichael R. Zielewski特任助教（研究当時、同大学院情報科学研究科所属）、同大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の篠﨑基矢特任助教と大塚朋廣准教授（電気通信研究所兼任）らの研究グループは、...

キーワード：電気通信/AI/クラスタリング/画像処理/機械学習/人工知能（AI）/閉じ込め/量子コンピュータ/量子ビット/材料科学/半導体量子ドット/量子箱/持続可能/持続可能な開発/量子ドット/スピン/スピントロニクス/ナノメートル/自動化/半導体

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発表日：2026年3月6日

ダイヤモンド線量計で単位体積あたり最大13,000倍の感度を実証

― 低電圧動作の固体電離箱と発光特性評価により多機能放射線検出材料の基盤を確立 ―

東京都立大学大学院人間健康科学研究科（眞正浄光教授）、東北大学大学院工学研究科（人見啓太朗教授）および、Orbray株式会社（小山浩司博士、金聖祐博士）らの研究グループは、ヘテロエピタキシャルダイヤモンド（HED）を用いた放射線線量計に関する二つの研究成果を発表しました。一つは、東京都立大学、Orbray株式会社、東北大学、大阪大学、東北工業大学、QST放射線医学研究所との共同研究により実施された、固体電離箱としての性能評価です。本研究では、4 × 4 × 0.5 mm³の単結晶ダイヤモンド基板にTi/Au電極を形成した固体電離箱（HED-IC：放射線により生成される電荷を直接測...

キーワード：検出器/光応答/持続可能/持続可能な開発/エピタキシャル/単結晶/トラップ/性能評価/光刺激/生体組織/放射線照射/放射線

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発表日：2026年3月5日

妊娠前および妊娠中の母体の運動習慣と子どもの神経発達との関連

―全国規模のエコチル調査データで正の相関が明らかに―

合併症のない妊婦において、妊娠中の適度な運動は体重管理など健康の維持・増進の観点から推奨されています。しかし、母体の運動習慣と生まれてくる子どもの発達との関連についてはこれまで明らかにされてきませんでした。東北大学大学院医学系研究科発達環境医学分野の大学院生熊坂衣織医師、大田千晴教授らの研究グループは、環境省が実施している「子どもの健康と環境に関する全国調査（エコチル調査）」に参加する約10万組のうち、38,219組の母子ペアのデータを用いて、母体の運動習慣と子どもの神経発達について解析しました。その結果、妊娠前および妊娠中期の母体の運動習慣が高いほど、子どもの神経発達が良いことを...

キーワード：多変量解析/運動習慣/身体活動/化学物質/因果関係/持続可能/持続可能な開発/神経発達/合併症/運動機能/胎児/医師/疫学/疫学調査/環境因子/妊娠/妊婦

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発表日：2026年3月5日

電流印加によってエネルギー的に不安定な方位にスピンを安定化させることに成功

―大きなスピンのゆらぎを使った新原理コンピューティングに道―

磁石の向き（スピン）を情報担体とするスピントロニクス素子は、電気を切っても磁石の向きは変わらないという情報の不揮発性から動作電力を大きく低減できます。一方で、この不揮発性を排除してスピンがあらゆる方位を向くことができる性質（等方性）を活用できれば、情報を0と1の二値ではなく連続的な値として処理する新原理の情報処理などの実現に繋がるため、等方性の磁石のスピンを効率よく操作するための材料や技術が切望されていました。今回、東北大学金属材料研究所および先端スピントロニクス研究開発センターの紅林秀和教授と関剛斎教授、日本原子力研究開発機構原子力科学研究所先端基礎研究センターの山本慧研究副...

キーワード：コンピューティング/生成モデル/ニューラルネットワーク/最適化/異方性/最適化問題/磁場/スピントルク/磁気異方性/材料科学/強磁性/持続可能/持続可能な開発/スピン/スピントロニクス/トルク/ニューラルネット/金属材料/原子力/高効率化/組合せ最適化/ゆらぎ/ナノテクノロジー

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発表日：2026年3月3日

小惑星リュウグウ試料の磁気測定から探る初期太陽系の磁場環境

東京理科大学理学部第一部物理学科の佐藤雅彦准教授、北海道大学の木村勇気教授、岡山理科大学の畠山唯達教授、東北大学の中村智樹教授、名古屋大学の渡邊誠一郎教授を中心とする共同研究グループは、小惑星探査機「はやぶさ2」によって地球へ持ち帰られた小惑星リュウグウの微小試料に対して高感度な磁気測定を行い、太陽系形成初期における磁場環境に関する新たな知見を得ました。本研究では、研究グループが開発した高感度SQUID磁力計を用いた微小試料測定技術により、サブミリメートルサイズのリュウグウ試料約30個を系統的に分析することに成功しました。その結果、これまで研究グループごとに異なっていた解釈を統...

キーワード：リュウグウ/磁場/小惑星/星形成/太陽/太陽系/惑星/惑星形成/惑星探査/SQUID/はやぶさ2/磁気記録

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発表日：2026年3月2日

白金ナノ粒子の3次元原子構造解析に成功

―不均一触媒における発現機構の理解と新たな設計指針の構築―

東京大学大学院工学系研究科附属総合研究機構の石川亮特任准教授、窪田陸人大学院生（研究当時）、川原一晃助教（研究当時、現：東北大学金属材料研究所准教授）、二塚俊洋特任研究員、幾原雄一東京大学特別教授（兼：東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）教授）、柴田直哉教授による研究グループは、新規に開発した3次元電子顕微鏡法と理論計算を用いることにより、チタン酸ストロンチウム（SrTiO3）基板に担持された白金ナノ粒子の3次元原子構造とその電子状態の解明に成功しました。SrTiO3基板に担持された白金ナノ粒子は、水分...

キーワード：ストロンチウム/金ナノ粒子/触媒反応/材料科学/チタン酸ストロンチウム/活性サイト/原子分解能/原子分解能電子顕微鏡/触媒設計/不均一触媒/水分解/持続可能/持続可能な開発/STEM/チタン/原子構造/電子状態/3次元構造/ナノ粒子/金属材料/酸化物/電子顕微鏡/電子顕微鏡法/分解能/動的構造

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発表日：2026年3月2日

次世代「ナトリウムイオン電池」の充電メカニズムを世界で初めて直接観測！

-- 中性子散乱を用いたマルチスケール観測で、ハードカーボンの謎を特定 --

東北大学金属材料研究所梅本好日古博士研究員（現オークリッジ国立研究所博士研究員）、総合科学研究機構（CROSS）中性子科学センター研究開発部大石一城次長、河村幸彦技師、東京理科大学理学部第一部応用化学科五十嵐大輔プロジェクト研究員、中本康介助教、駒場慎一教授、横浜国立大学大学院工学研究院多々良涼一准教授、東京科学大学（Science Tokyo）総合研究院化学生命科学研究所LIN Che-an研究員、館山佳尚教授、日本原子力研究開発機構J-PARCセンター廣井孝介研究副主幹、高田慎一研究副主幹、及び京都大学複合原子力科学研究所南部雄亮...

キーワード：陽子ビーム/パルス/高エネルギー/中性子散乱/物質科学/陽子/J-PARC/パルス中性子/ミュオン/加速器/素粒子/中性子/検出器/素粒子物理/持続可能/持続可能な開発/電池/カーボン/ナノサイズ/マイクロ/マルチスケール/リチウム/金属材料/原子力/黒鉛/炭素材料/ナトリウム

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発表日：2026年2月26日

HOKUSHIN-1衛星、フライトモデル開発完了

―JAXA J-CUBEプログラムの支援の下、2026年春以降に打ち上げ、宇宙実証へ―

東北大学、北海道大学、室蘭工業大学が共同で開発を進めてきた超小型人工衛星「HOKUSHIN-1」は、このたびフライトモデル（図1、図2）の開発を完了し、打ち上げ機関への引き渡しを終えました。打ち上げは2026年春以降を予定しています。本衛星は、JAXAが実施する国際宇宙ステーション（ISS）「きぼう」日本実験棟からの超小型衛星放出機会提供プログラム「J-CUBE」において2021年度に採択されたプロジェクトで、2022年6月に開発を本格始動し、フライトモデルの完成に至りました。将来、月以遠へと活動領域を拡張することを見据えた技術実証衛星の第一弾であり、深宇宙探査ミッションに不可欠な基盤技術の...

キーワード：衛星/国際宇宙ステーション/太陽/持続可能/持続可能な開発/太陽電池/電池/ロボティクス/宇宙工学/宇宙推進/航空宇宙工学/実証実験/小型衛星/深宇宙探査/人工衛星/超小型衛星/異分野融合

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発表日：2026年2月26日

簡単！カーボンナノチューブを水に分散二酸化塩素で表面を穏やかに酸化し、高い導電性を維持

大阪大学先導的学際研究機構の大久保敬教授、板橋勇輝特任講師(常勤)、東北大学学際科学フロンティア研究所•大学院理学研究科の上野裕特任准教授、伊藤隆准教授、福村裕史名誉教授の研究グループは、二酸化塩素※1を用いた新しい表面酸化法を開発し、カーボンナノチューブ（CNT）※2を水中に安定分散させることに成功しました（図1）。CNTは、極めて高い導電性と機械強度を併せ持つ一次元ナノ材料として、電子デバイスや医療・バイオ分野に至るまで、幅広い応用が期待されています。しかし、水に溶けにくく凝集しやすいため、実用化には界面活性剤や強酸による処理が必要で...

キーワード：化学物質/学際研究/物質科学/環境調和/材料プロセス/選択性/電子デバイス/持続可能/持続可能な開発/水処理/カーボン/カーボンナノチューブ/ナノメートル/ナノ材料/界面活性剤/導電性/複合材/複合材料/ナノチューブ/官能基

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発表日：2026年2月24日

岩石と水の反応による水素生成プロセスの秘密に迫る

〜岩石を詳細解析、地下の水素資源探索の手がかりにも～

海洋底のマントルや下部地殻に含まれるかんらん石と水の反応、すなわち蛇紋岩化反応は、自然界における水素生成の主要なメカニズムとして知られています（図1）。この反応によって生まれる水素は、地下深部に生きる微生物のエネルギー源となるだけでなく、人類が利用可能な新たなエネルギー資源としても関心が高まっています。この反応では、岩石中の2価の鉄が3価の鉄へと酸化されると同時に水が還元され、その結果として水素が生成されます（式1）。しかし、水素発生の鍵を握る鉄の分布や化学状態が、反応の進行にともなってどのように変化するのかこれまで十分に分かっておらず、天然水素の生成プロセスの理解を難しくしていました。...

キーワード：極地/海洋/水素生成/高エネルギー/IODP/XAFS/マントル/下部地殻/加速器/海洋地殻/高温高圧/上部マントル/放射光/スペクトル/ケイ素/吸収スペクトル/X線吸収微細構造/持続可能/持続可能な開発/水素発生/微細構造解析/マグネシウム/微細構造/分解能/微生物/空間分解能

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発表日：2026年2月19日

室温で高感度センシングを実現新規「ベルト状VO₂(B)単結晶」ガスセンサー材料を創製

─実験と理論計算でVO₂(B)の高度機能性の本質を解明─

低消費電力・高性能ガスセンサーの実現には、室温で揮発性有機化合物（VOC）を高感度・高選択的に検出する新材料の開発が不可欠です。東北大学多元物質科学研究所の殷澍教授（同材料科学高等研究所（WPI-AIMR）連携教授兼務）、北陸先端科学技術大学院大学（JAIST）サスティナブルイノベーション研究領域の本郷研太准教授、大阪大学産業科学研究所の関野徹教授、北京科技大学材料科学と工程学院の曹文斌教授、台北科技大学材料資源工程系の邱德威教授らを中心とする国際共同研究グループは、一次元V2O5ナノファイバーを原材料として、水熱還元法により、配向し...

キーワード：環境モニタリング/揮発性有機化合物/物質科学/反応場/電子線/材料科学/ファイバー/バナジウム/前駆体/DFT/選択性/持続可能/還元反応/持続可能な開発/ガスセンサー/ナノシート/ナノファイバー/ナノワイヤ/金属ナノ粒子/磁性材料/単結晶/電池/エタノール/センサー/センシング/ナノ材料/ナノ粒子/モニタリング/金属イオン/金属酸化物/酸化物/低消費電力/添加剤/電荷移動/密度汎関数理論/有機物/SEM/機能性/表面構造/結晶性/健康管理

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発表日：2026年2月19日

日本の天候を揺さぶる熱帯の巨大雲群マッデン・ジュリアン振動の移動を左右する鍵を解明

―数週間先の天候予測の精度向上に資する着眼点を提示―

熱帯域には、東西数千kmにも及ぶ巨大な積乱雲群がインド洋から太平洋に移動するマッデン・ジュリアン振動（MJO）という顕著な気象現象があります。MJOは世界各地に異常天候を導くテレコネクションの源であり、その移動がいつどのように起きるかの解明は、熱帯気象学の最重要課題の1つでした。東北大学大学院理学研究科の髙須賀大輔助教らの研究チームは、全球の雲の動態を精緻に計算する気象モデルを用いて、2つのMJOを対象に計4,000個の膨大な「パラレルワールド」を生成し、外的条件が同じ中でのMJOの移動の決まり方を解明しました。冬への季節進行後の12月はMJOの移動...

キーワード：人工知能（AI）/テレコネクション/気象学/数値実験/大気循環/衛星/持続可能/持続可能な開発/シナリオ/シミュレーション/センシング/リモートセンシング/東北地方

他の関係分野：情報学工学農学

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発表日：2026年2月18日

千島海溝沿いでの「ひずみ」蓄積を海底観測で確認

―北海道沖で17世紀以来の超巨大地震の再来が切迫している可能性―

過去の津波堆積物の研究から、千島海溝南西部（北海道太平洋沖）では、約400年に一度、海溝軸まで断層破壊が及ぶ超巨大地震が発生してきた可能性が示されていました。陸域の測地観測網（GNSS）は海溝から遠すぎるため、海溝付近のプレート境界の状態を正確に把握することは困難でした。東北大学災害科学国際研究所、東北大学大学院理学研究科、北海道大学、海洋研究開発機構（JAMSTEC）の共同研究チームは、2019年から5年間にわたり、根室沖の海底3地点でGNSS測位と音響測距技術を組み合わせた海底地殻変動観測（GNSS-A観測）を実施、海溝付近のプレート境界が現在は強く固着している直接的な証拠を得...

キーワード：海洋/津波堆積物/GNSS/プレート境界/海底観測/巨大地震/太平洋プレート/堆積物/地殻変動/地震活動/持続可能/持続可能な開発/ひずみ/大地震/津波

他の関係分野：環境学工学

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発表日：2026年2月18日

実用化の壁を超えるスピン力学センサの誕生

―高感度・高耐久を両立する新しいフィルム型ひずみゲージ―

大阪大学産業科学研究所の千葉大地教授（兼東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センターセンター長）らの研究グループは、磁性体ナノ薄膜からなる磁気トンネル接合（MTJ）※１素子をフレキシブル基材上に形成した「スピン力学センサ」において、実使用環境を想定した高い耐久性を世界で初めて実証しました本研究において、フレキシブル基材上に形成したスピン力学センサに対して、10万回を超える繰り返し引っ張り試験を行った結果、特性劣化を示すことなく安定した動作を維持することを確認しました（図1）。これまで、MTJは磁気メモリや磁界センサとして実用化されてきた一方で、繰り返し...

キーワード：インターフェース/放射光/ナノマテリアル/フィルム/磁性体/MRAM/フレキシブル/メモリ/絶縁体/持続可能/サイバー空間/持続可能な開発/電気抵抗/スピン/スピントロニクス/センシング/トンネル/ひずみ/マイクロ/耐久性/低消費電力

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発表日：2026年2月18日

大規模環境DNA調査から沿岸魚分布を決める要因を探る

―魚類相を形成する複雑な海流の働きが明らかに―

近年、人間活動や気候変動による魚類の分布の変化が報告されており、その現状把握や予測には分布に影響する要因を解明することが不可欠です。東北大学・海洋研究開発機構変動海洋エコシステム高等研究所（WPI-AIMEC）の長田穣准教授及び千葉県立中央博物館・北海道大学・京都大学・神戸大学・九州大学・島根大学・龍谷大学・鹿児島大学・かずさDNA研究所らからなる共同研究グループは、日本全国528地点に及ぶ大規模な環境DNA調査を実施し、沿岸魚1,220種（現在論文で報告されている種の約44%）を検出しました。さらに、これらの魚類の分布を解析したところ、魚類の輸送・移動の制限・生息環境の提供とい...

キーワード：人間活動/海洋/気候変動/データ解析/持続可能/持続可能な開発/土壌/環境DNA/生物多様性

他の関係分野：環境学工学農学

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発表日：2026年2月16日

磁気ギアによる革新的なアンテナ駆動技術を実現

―次世代無線システム用の基盤技術として期待―

Beyond 5Gなどの次世代無線通信では、高周波帯の電磁波を用いた高速・大容量通信の実現に向けて、電磁波を放射する方向（ビーム方向）を柔軟に制御できるアンテナ技術が求められています。東北大学大学院工学研究科の今野佳祐准教授らは、英国サリー大学のGabriele Gradoni教授らとの共同研究により、モーター分野で用いられている磁気ギアを応用し、非接触で駆動可能なパターンリコンフィギャラブル八木・宇田アンテナを開発しました。本アンテナは360°全周囲に渡って、ほぼ同一強度でビーム走査が可能です。簡素な構造により、従来の可変アンテナで課題となっていた構造の複雑化や電磁波の減衰を抑制...

キーワード：無線通信/アンテナ/高周波/持続可能/持続可能な開発/モーター/電磁波/非接触

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発表日：2026年2月16日

タンパク質の動きを捉える新しい試料導入システムを開発

－テープ搬送による試料導入で試料消費量を低減－

理化学研究所（理研）放射光科学研究センタービームライン開発チームの姜正敏研究員、同SACLAビームライン基盤グループの矢橋牧名グループディレクター、高輝度光科学研究センターXFEL利用研究推進室の登野健介チームリーダー、東北大学多元物質科学研究所の南後恵理子教授、京都大学大学院医学研究科の岩田想教授らの国際共同研究グループは、X線自由電子レーザー（XFEL）施設「SACLA注1」において、タンパク質の動きを捉える連続フェムト秒結晶構造解析（SFX）注2のための試料を導入する新たなシステムを開発しました。本研究成果により、わずかな量の試料で...

キーワード：X線自由電子レーザー/パルス/自由電子レーザー/物質科学/SPring-8/加速器/放射光/結晶構造解析/微小液滴/光励起/持続可能/光照射/持続可能な開発/ナノメートル/フェムト秒/レーザー/結晶構造/構造変化/動的構造

他の関係分野：生物学総合理工工学農学医歯薬学

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発表日：2026年2月16日

クライオ透過型電子顕微鏡によるナノ粒子分散状態の新規定量評価手法を構築

― 高塩濃度環境下シリカナノ粒子分散の「見える化」から「測る化」へ ―

日産化学株式会社（本社：東京都中央区、代表取締役取締役社長：八木晋介、以下「日産化学」）と東北大学多元物質科学研究所の米倉教授（理化学研究所グループディレクター）、濵口准教授、海原技術職員らの共同研究グループは、クライオ透過型電子顕微鏡（cryo-TEM）注1でAI制御により自動収集された数百枚規模の画像データの解析により、高塩濃度環境下でのナノ粒子の分散状態の新たな定量評価手法を開発しました。本成果は2026年2月4日付けで、米国化学会誌 ACS Measurement Science Au に掲載されました。本研究では、高塩濃度塩水中に分散させたシリ...

キーワード：画像データ/AI/アルゴリズム/フレームワーク/深層学習/人工知能（AI）/空間分布/データ収集/データ収集システム/動的光散乱/物質科学/ノイズ/定量評価/光散乱/持続可能/持続可能な開発/評価手法/局所構造/材料設計/シリカ/ナノ材料/ナノ粒子/電子顕微鏡/透過電子顕微鏡/二酸化炭素

他の関係分野：情報学環境学工学

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発表日：2026年2月14日

脳はどうやって「見てから動く」の？

― サルの脳研究から見えてきた、脳内リズムの協力プレー ―

私たちは、目で見た情報をもとに、迷うことなく体を動かしています。しかし、その情報が脳の中でどのように処理され、「動く準備」へと変わっていくのかは、詳しく分かっていませんでした。東北大学大学院医学系研究科の張替宗介博士学生（現：東北大学病院）、渡辺秀典助教（現：大学院生命科学研究科特任講師）、青木正志教授、虫明元教授（現：名誉教授）は、サルの脳を高精度に計測できる新しい方法を用いて、視覚の情報が運動の準備へと伝わる過程を調べました。その結果、脳の中では速さの異なるリズムが協力し合い、見た情報に応じて、脳活動の「リズムの出方」が時間とともに変化することを捉えました。この成果は、私たちが正確に行...

キーワード：脳活動/ブレイン/持続可能/持続可能な開発/リハビリ/イミン/リハビリテーション

他の関係分野：複合領域工学医歯薬学

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発表日：2026年2月12日

深層学習によりタンパク質周辺の水和解析を実用速度に

―創薬への応用を目指し、従来法の計算時間を大幅に短縮―

タンパク質は水中でのみ正しい立体構造を保ち、生命現象に不可欠な機能を発現します。タンパク質の結合部位における水分子の振る舞いを理解することは、創薬研究において重要な役割を果たします。従来法のGISTやWaterMap法は強力な解析手法ですが、計算コストが大きいという課題がありました。東北大学大学院工学研究科の福島悠朔大学院生（研究当時）と吉留崇准教授は、深層学習を用いることで、これまでGISTで数時間〜数十時間を要していた計算を数十秒で実行できるDeep GISTを開発しました。Deep GISTを用いて、リ...

キーワード：最適化/自由エネルギー/深層学習/水分子/持続可能/持続可能な開発/評価手法/リガンド/創薬/立体構造

他の関係分野：情報学工学医歯薬学

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発表日：2026年2月10日

「高密度化×極微小化」で膵臓がんまで届く抗がん剤ナノ粒子の作製に成功

膵臓がんは、周辺の間質が発達しており、抗がん剤が腫瘍内部へ届きにくい難治性のがんです。サイズを粒径200 nm以下に制御したナノ薬剤をがん病巣へ効率的に集積させる研究が活発に行われてきましたが、膵臓がんの場合、より極微小な30 nm程度でなければ効率的に集積しないことが報告されていました。東北大学多元物質科学研究所の笠井均教授らの研究グループは、膵臓がん周辺の間質を通過し、高い薬理活性と低い毒性を両立する抗がん剤ナノ粒子の作製に成功しました。本研究グループは、プロドラッグのみで構成され、従来型ポリマーキャリア...

キーワード：物質科学/トポイソメラーゼ/キャリア/持続可能/持続可能な開発/ナノ粒子/ポリマー/SEM/膵臓/線維芽細胞/イリノテカン/がん細胞/がん治療/コラーゲン/プロドラッグ/マウス/細胞外マトリックス/代謝物/膵臓がん/抗がん剤/臨床研究

他の関係分野：化学工学農学医歯薬学

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発表日：2026年2月10日

木星を取り囲むプラズマリングの歪みを測定

－従来手法の制約を克服する新しい観測手法を確立－

木星の衛星イオ（注4）は、太陽系内で最も火山活動が活発な天体です。イオの大気は二酸化硫黄を主成分とする火山性ガスから成り、宇宙空間へ流出し、イオの公転軌道に沿って濃いリング状の「プラズマトーラス」を形成します。東北大学大学院理学研究科の佐藤晋之祐大学院生、土屋史紀教授を筆頭とするエクス・マルセイユ大学、慶應大学、東北工業大学などの国際研究グループは、NASAが運用する木星探査機「Juno」によって撮影された木星紫外線オーロラの画像データを用いて、木星を取り囲む濃いプラズマトーラスの歪んだ構造を詳細に観測しました。...

キーワード：画像データ/二酸化硫黄/オーロラ/火山活動/観測手法/衛星/観測装置/太陽/太陽系/望遠鏡/惑星/紫外線

他の関係分野：情報学環境学工学

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発表日：2026年2月9日

鉱石中のマンガンを鋼に直接入れる「直接合金化」の最適条件を体系化

－日印連携研究でプロセス設計の指針を提示－

マンガンは強くて粘り強い鋼をつくるために欠かせない元素ですが、マンガン合金の製造から鋼への添加までの一連の工程で損失が生じやすいという課題があります。そのため、必要量が増えるほど原料投入やエネルギー負担が大きくなりやすく、マンガンの回収率を高める手法が求められています。東北大学多元物質科学研究所の植田滋教授、岩間崇之助教らのグループとIIT Hyderabad（インド）のKakara Sripushpa大学院生、Ashok Kamaraj助教のグループによる国際共同研究チームは、従来の合金鉄に頼らずにマンガン鉱石中のマンガンを鋼へ入れる「直接合金化」に着目しました。副原料投入の設...

キーワード：最適化/物質科学/プロセス設計/マンガン/持続可能/持続可能な開発/環境負荷低減/環境負荷/体系化

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発表日：2026年2月9日

なぜ粗い研磨でステンレス鋼は錆びやすくなるのか？

－MnS介在物に着目した耐食性低下の機構解明－

ステンレス鋼は高い耐食性を有していますが、海水などの塩化物水溶液にさらされる環境では、表面に腐食が生じることがあります。ステンレス鋼は一般的に、美観性・清浄性の向上を目的として、研磨による平滑化が施されますが、研磨後の表面粗さが大きいほど耐食性が低下するという課題が知られています。東北大学大学院工学研究科の王思奇大学院生、西本昌史助教、武藤泉教授は、粗い機械研磨によりステンレス鋼の耐食性が低下する要因を詳細に解析し、従来から指摘されていた不働態皮膜の厚さの不均一化だけではなく、MnS介在物の変形や鋼中への埋没といった形態変化が最も重要な要因であることを明らかにしました。本成果は、ス...

キーワード：医療機器/水溶液/X線分光/クロム/走査型電子顕微鏡/マンガン/持続可能/持続可能な開発/ステンレス鋼/ナノメートル/耐食性/電子顕微鏡/表面粗さ/平滑化/形態変化

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発表日：2026年2月9日

がん転移とリンパ浮腫の根治につながる新発見

― リンパ節内のリンパ洞・静脈シャント特定がもたらす薬物動態設計のパラダイムシフト ―

従来、リンパ管系は末梢から鎖骨下静脈へ至る一方向性の流路のみから構成されると考えられてきました。東北大学大学院医工学研究科の小玉哲也教授、同大学院歯学研究科のアリウンブヤン・スフバートル助教、杉浦剛教授、および東北医科薬科大学の中村晃教授（現・名誉教授）の共同研究グループは、ヒトに近いリンパ節構造を有する独自に樹立したリンパ節腫大マウスモデルを用いて、リンパ節内においてリンパ液が直接静脈へ流入する新たな解剖学的構造「リンパ洞・静脈シャント」の存在を世界で初めて明らかにしました。本研究では、マイクロCT（注4）を用いた...

キーワード：内部構造/マイクロCT/持続可能/持続可能な開発/ナノ粒子/マイクロ/医工学/生体内/病原体/リンパ管/マウスモデル/リンパ節転移/子宮/放射線治療/日常生活/解剖学/歯学/病態解明/がん細胞/がん転移/マウス/血液/創薬/免疫細胞/ウイルス/リンパ浮腫/細菌/手術/早期発見/乳がん/放射線/薬物動態

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発表日：2026年2月6日

3次元多孔性材料が切り拓く新技術

―水質汚染の原因となる硝酸からグリーン燃料を合成―

アンモニア（NH3）は、肥料や化学原料として不可欠なだけでなく、燃焼時に二酸化炭素を排出しない次世代エネルギーキャリアとしても注目されています。しかし、従来のハーバー・ボッシュ法によるアンモニア合成は、高温・高圧条件を必要とし、大量のエネルギー消費とCO2排出を伴います。一方、農業排水や工業排水に含まれる硝酸イオン（NO3⁻）は、水質汚染や富栄養化の原因となる有害物質です。この硝酸イオンを電気化学的に還元してアンモニアへ変換する「電気化学的硝酸イオン還元反応（eNO3...

キーワード：最適化/硝酸イオン/窒素循環/環境浄化/富栄養化/物質科学/アンモニア/ピリジン/電子移動/有機分子/電極触媒/触媒設計/電気化学反応/アンモニア合成/エネルギー貯蔵/キャリア/エネルギー消費/持続可能/還元反応/細孔構造/持続可能な開発/有害物質/水素発生/カーボン/3次元構造/環境負荷/資源循環/電気化学/二酸化炭素/二酸化炭素/比表面積/機能材料/結晶性/官能基/分子設計

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発表日：2026年2月4日

科学論文の図表を読み解き、有効に利活用するAIワークフローDIVEを開発

―水素貯蔵材料等の研究を加速―

近年、データ駆動型人工知能（AI）は、新しい材料探索を効率よく行うことができる技術として注目されています。しかし、材料研究の重要な実験データは、論文中の図に画像化された状態で存在することが多く、有効に利用することが難しい状況でした。東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の李昊（Hao Li）教授、折茂慎一所長（同大学金属材料研究所教授）、東京大学大学院工学系研究科の佐藤龍平助教らの研究チームは、科学論文中の図表から実験データを体系的に読み取り、科学的に解釈した上で構造化できるマルチエージェントAIワークフローDIVEを開発しました。さらに、水素貯蔵材料（注...

キーワード：データ駆動/AI/エージェント/タスク/マルチエージェント/ワークフロー/人工知能（AI）/閉じ込め/材料科学/材料データベース/持続可能/持続可能な開発/金属材料

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発表日：2026年2月4日

青森県東方沖の地震に伴う調査航海の実施について

国立研究開発法人海洋研究開発機構（以下「JAMSTEC」）及び国立大学法人東北大学（以下「東北大学」）は、令和7年12月8日に発生した青森県東方沖の地震（マグニチュード7.5）を踏まえ、令和8年2月4日よりJAMSTECが所有する東北海洋生態系調査研究船「新青丸」（写真1）を用いた調査航海を行いますのでお知らせいたします。今回の地震は日本海溝・千島海溝において巨大地震が想定されている領域内で発生しました。これを受け、令和7年12月9日午前2時には「北海道・三陸沖後発地震注意情報」が初めて発表されました。また、地震調査研究推進本部地震調査委員会の評価で余効変動が確認されていることから...

キーワード：海洋/GNSS/プレート境界/巨大地震/地殻変動/日本海溝/噴火予知/余効変動/衛星/モニタリング/大地震/津波/生態系/海洋生態/海洋生態系/調査研究

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発表日：2026年2月3日

AIで「刻々と変化する風」を低コストで正確に予測

－航空機や風車の設計を革新する、低コストかつ高精度な流体解析技術－

航空機や自動車、風力発電機などの開発現場では、空気抵抗や騒音を予測するために流体シミュレーションが不可欠です。自然界の風は、常に強さや向きが変化する「非定常」なものです。しかし、近年盛んなAI流体シミュレーションの多くは、時間変化しない「定常」な流れを対象とし、現場が知りたい「振動」を扱える技術は確立されていませんでした。東北大学流体科学研究所の川端敦仁大学院生、焼野藍子准教授らの研究グループは、メルボルン大学のリチャード・サンドバーグ教授らとの共同研究で、シミュレーションを実行しながらAIが学習する「CFD駆動型機械学習」を進化させ、渦の放出周波数などをAIに直接学習させました。...

キーワード：DNS/AI/スーパーコンピュータ/機械学習/人工知能（AI）/数値計算/流体シミュレーション/直接数値計算/持続可能/持続可能な開発/シミュレーション/航空機/自動車/周波数/風力発電/流体解析/流体力/流体力学

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発表日：2026年2月3日

火星で起きた「季節外れ」の水消失

―ロケットダストストームで水が宇宙へ失われる―

東京大学大学院新領域創成科学研究科のAdrian Brines特別研究員と、青木翔平講師（兼：東北大学大学院理学研究科地球物理学専攻　准教授）らの研究グループは、複数の火星探査機の観測データを用いて、これまで南半球の夏に主に起こると考えられてきた「高高度での水蒸気増大」が、季節外れの北半球の夏にも生じることを発見し、水が宇宙へ逃げる新たな経路を見いだしました。観測データによると、火星年37年（2023年8月）に発生した強く局所的で短時間の砂嵐がダストを上空へ供給し、大気を加熱します。その結果、通常なら水蒸気が雲（氷）になってしまうのが抑えられ、水蒸気がより高い高度へ運ばれることが分かりました...

キーワード：水蒸気/ロケット

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発表日：2026年1月30日

新しい結合形成戦略による高機能三次元多孔性材料の創製

― アニオン性有機染料を高効率で除去可能なイミダゾール結合型COF ―

工業排水や染色工程から排出される有機染料は、水環境に深刻な影響を及ぼす汚染物質の一つであり、その効率的かつ持続可能な除去技術の確立が強く求められています。特に、化学的に安定で、選択的に有害物質を除去できる多孔性材料の開発は、環境浄化分野における重要な研究課題です。東北大学多元物質科学研究所の根岸雄一教授、Das Saikat 講師らの研究グループは、分子を共有結合によって三次元的に連結した共有結合性有機構造体（COF）に着目し、従来とは異なる結合形成戦略を用いることで、新規三次元多孔性材料「TU-123」を開発しました。これまでイミダゾール結合を有...

キーワード：最適化/環境浄化/水溶液/物質科学/アニオン/アンモニア/静電相互作用/有機分子/アミン/カルボニル化/分子吸着/エネルギー貯蔵/可視光/持続可能/細孔構造/持続可能な開発/水環境/水処理/有害物質/構造制御/構造設計/排水処理/比表面積/機能材料/結晶性/アルデヒド/カチオン/官能基/多成分反応/分子設計

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発表日：2026年1月28日

従来困難だったコンクリート内部の3D可視化に成功

― 周波数自動可変型超音波技術で老朽化インフラ点検に革新 ―

構造物内部の欠陥を非破壊で評価する技術は、老朽化が進むインフラの維持管理に不可欠です。内部欠陥の検査には超音波が広く用いられ、近年は医療分野で開発された超音波フェーズドアレイの工業利用も進んでいます。しかし、コンクリートは超音波の減衰が極めて大きく、既存の超音波フェーズドアレイ装置では内部を計測できないという課題がありました。東北大学大学院工学研究科の小原良和教授、藤川裕翔大学院生らの研究グループは、米国ロスアラモス国立研究所との国際共同研究により、これまで開発してきた圧電探触子送信（注...

キーワード：広帯域/高周波/安全・安心/持続可能/コンクリート/計測技術/高速道路/持続可能な開発/圧電材料/システム工学/トンネル/圧電素子/金属材料/周波数/超音波/非接触/分解能/高分解能/超音波検査

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発表日：2026年1月23日

暑さの継続時間に応じて異なる遺伝子応答

―ヤモリを用いて順応とストレス応答の違いを遺伝子レベルで解明―

温度に晒される時間は温度に対する応答を形作る上で重要な要因の一つであると考えられますが、時間による分子的な応答メカニズムの違いは爬虫類において十分に理解されていませんでした。東北大学大学院生命科学研究科の坂本芙久大学院生（研究当時。現：自然環境研究センター研究員）、河田雅圭教授（研究当時。現：東北大学総長特命教授）らの研究グループは、アンタナナリボ大学のFélix Rakotondraparany博士と共同で、ソメワケササクレヤモリを対象に異なる時間スケールの環境温度の変化が生物に与える影響を分子レベルで調査しました。結果、数時間の急激で極端な温度変化が既知の熱ストレス応答を誘導す...

キーワード：気候変動/爬虫類/持続可能/持続可能な開発/温暖化/体温調節/ストレス応答/遺伝子発現制御/転写因子/発現制御/ゲノム/ストレス/遺伝子/遺伝子発現

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発表日：2026年1月23日

エンジンのノッキングを抑える「流れの力」を解明経験則に科学的裏付け、より正確な予測モデル構築へ

自動車用ガソリンエンジンの熱効率向上を妨げる異常燃焼をノッキングといいます。実際のエンジン内部では、燃料と空気の混合気の複雑な流動がノッキングの発生に影響を与えることが経験的に知られていました。しかし、このような混合気の流れがノッキングにどのように作用するのか、その仕組みは十分に解明されていませんでした。東北大学流体科学研究所の角田陽大学院生、森井雄飛准教授、丸田薫教授らの研究チームは、流れ場が火炎に作用する条件下で数値シミュレーションを行い、2023年に発見した「火炎からの激しい遷移現象」の臨界条件が変化することを明らかにしました。流れ場の影響が強いほどこの遷移現象が起きる温度が...

キーワード：数値シミュレーション/持続可能/持続可能な開発/エンジン/シミュレーション/自動車/予測モデル

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発表日：2026年1月22日

高配向性マクロチャネルを備えた超軽量かつ強靭なハニカム炭素材料を開発

―環境・エネルギー技術を支える材料構造設計―

マクロチャネルを有する多孔材料は、電池や触媒、水処理など多分野で重要であり、とりわけ多孔炭素材料は高い安定性と電気・熱伝導性から有望です。しかし従来の材料は、高密度高重量、加工性・耐久性の低さ、流体輸送経路の制限といった課題を抱えていました。東北大学多元物質科学研究所の中辻博貴助教、同材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の西原洋知教授らは、これらの課題を克服するため、低密度・高機械強度・優れた流体輸送経路を併せ持つ高い配向性のマクロチャネルを備えた一体型のハニカム型炭素材料の作製方法の開発に成功しました。本研究では、氷結晶を鋳型とするアイステンプレート法の1技術である一...

キーワード：環境技術/物質科学/材料科学/ファイバー/テンプレート/持続可能/圧縮強度/持続可能な開発/水処理/ナノファイバー/電池/構造設計/耐久性/炭素材料/熱伝導/物質移動/配向性/セルロース/セルロースナノファイバー

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発表日：2026年1月21日

アルミニウム合金の腐食の起点を特定するための新手法を開発

－高耐食アルミニウム部材の設計指針の構築に貢献－

アルミニウム（Al）合金は軽量でリサイクル性に優れることから、自動車などの輸送機器に広く用いられています。近年、電動化の進展により車体が重くなる傾向がある自動車では、軽量なAl合金の利用拡大が期待されています。一方で、使用範囲が広がるほど、さまざまな環境下で長く使える「錆びにくさ（耐食性）」の向上が欠かせません。しかし、Al合金は微細組織が複雑なため、腐食の起点を特定することが困難でした。東北大学大学院工学研究科の竹内開人大学院生、西本昌史助教、武藤泉教授は、pHの変化を緩和する作用（緩衝作用）をもつ塩化ナトリウム水溶液中で、Al合金表面を光学顕微鏡によりリアルタイムに観察し、孔食...

キーワード：金属元素/水溶液/ホウ酸/金型/電気化学反応/持続可能/塩化物イオン/持続可能な開発/金属間化合物/電池/微細組織/アルミニウム/リサイクル/自動車/耐食性/電気化学/光学顕微鏡/ナトリウム/ADC

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発表日：2026年1月20日

光で操る「ナノ温度スイッチ」を実現

-光の右回り・左回りで熱分布を書き換える-

ナノメートルサイズの金属構造が光によって加熱される現象は、化学反応の局所制御や医療応用、エネルギー変換など、幅広い分野で注目されています。これまで、金属のナノ構造は、光を当てると表面全体が等温になると考えられてきました。しかし今回、兵庫県立大学大学院工学研究科の瀬戸浦健仁准教授、東北大学多元物質科学研究所の押切友也准教授、関西学院大学理学部の田村守専任講師、早稲田大学先進理工学研究科の森田賢さん（博士後期課程）および同大学理工学術院の井村考平教授、北海学園大学工学部の藤原英樹教授、国立研究開発法人物質・材料研究機構の石井智チームリーダー、北海道大学大学院総合化学院の藤井優祐さん（博...

キーワード：物質科学/円偏光/持続可能/光照射/持続可能な開発/物質輸送/チタン/ナノスケール/ナノメートル/ナノ構造/微細構造/エネルギー変換

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発表日：2026年1月19日

コンクリート製品工場の「脱炭素革命」

―製造現場で脱炭素と廃棄物削減を同時に実現―

コンクリート製品の製造工程では、大量の固体廃棄物の発生およびCO₂排出という環境課題を抱えています。CO₂鉱物化は、廃棄物中の金属成分を炭酸塩として固定化することで、これらの課題を同時に解決できる有望な手法として注目されています。しかし、従来技術では薬剤の大量使用や廃水の発生といった課題があり、環境面・経済面の両面で実用化に向けた大きな障壁となっていました。東北大学大学院環境科学研究科の王佳婕（Jiajie Wang）助教、渡邉則昭教授、八戸工業高等専門学校の土屋範芳校長（東北大学名誉教授）らの研究グループは、コンクリート製品の製造現場に再生可能な環境調和型キレート剤を導入したCO...

キーワード：環境影響/環境技術/地球温暖化/水溶液/炭酸塩/環境調和/多座配位子/金属錯体/走査型電子顕微鏡/生分解/持続可能/コンクリート/持続可能な開発/水処理/環境負荷低減/セメント/環境負荷/金属イオン/炭酸カルシウム/電子顕微鏡/二酸化炭素/廃棄物/CO2固定/SEM/生分解性/温暖化/カルシウム/配位子

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発表日：2026年1月19日

室温固体材料で世界最高水準の核スピン偏極率61%を達成

―次世代量子技術への応用に期待―

理化学研究所（理研）開拓研究所上坂スピン・アイソスピン研究室の立石健一郎研究員（仁科加速器科学研究センター核反応研究部研究員）、上坂友洋主任研究員（仁科加速器科学研究センター核反応研究部部長、埼玉大学大学院理工学研究科連携教授）、埼玉大学大学院理工学研究科の大塚脩司大学院生（研究当時）、東京大学大学院工学系研究科附属ナノシステム集積センターの黒澤俊介特任准教授（東北大学ニュートリノ科学研究センター客員准教授）、東北大学ニュートリノ科学研究センターの山路晃広学術研究員の共同研究グループは、室温（293ケルビン、約20℃）における比較的弱い磁場（0.64テスラ[1]）条件下...

キーワード：スピン偏極/原子核/磁気共鳴/磁気秩序/加速器/ニュートリノ/磁場/励起状態/アントラセン/核スピン/レーザー照射/光励起/持続可能/持続可能な開発/有機結晶/スピン/マイクロ/マイクロ波/レーザー/永久磁石/水素原子/放射線耐性/核磁気共鳴/放射線

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発表日：2026年1月19日

物質中の「磁石」をジグザグに整列させて電気の流れをコントロール

―新しい電流制御で超小型・省エネ・高機能デバイスへの道を拓く―

電気回路で使う「ダイオード」は電気を一方向にだけ流す電子部品で、性質の異なる半導体を接合して作ります。今回研究グループは、ミクロな磁石（電子のスピン）がジグザグ形に並んだ特別な構造を持つ金属の中で、電気の流れやすい方向に偏りが生じる「電気の一方通行的な性質」（非相反伝導）が自然に現れることを見いだしました。この金属は原子がジグザグに並ぶ構造を持ち、電子のスピンもジグザグに並んでいます。温度を下げると、スピンの向きが互いに反対向きになる性質（反強磁性）(注１)を示します。このスピンの配置が内部にミクロな磁場（内部磁場）を形成した結果、電気の流れやすい方向に偏りが生じる非相反伝導が出現...

キーワード：反強磁性/反強磁性体/磁場/強相関/磁性体/強磁性/持続可能/省エネ/持続可能な開発/電荷輸送/強磁性体/アクチノイド/スピン/金属材料/原子力/省エネルギー/半導体/機能材料/機能性

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発表日：2026年1月16日

海底熱水噴出孔における「深海発電現象」を解明

―チムニーの発達が熱から電気への変換を促進―

深海底の熱水噴出孔では300˚Cを超える熱水が冷たい海水に噴き出し、硫化鉱物や硫酸塩鉱物からなる「チムニー」と呼ばれる柱状の構造が作られています（図1）。これまで、熱水と海水の化学的な違いによって電気が生まれる可能性は指摘されてきましたが、熱水の温度の役割はわかっていませんでした。東北大学大学院環境科学研究科の岡本敦教授らの研究グループは、伊豆・小笠原海域の深海底から採取したチムニー試料について、内部の構造や電気的な性質を詳しく調べました（図2）。その結果、チムニー形成初期には電気を通しませんが、チムニーが成長して成熟するにつれて、鉄や銅、鉛などを含む電気を通しやすい硫化鉱物が、熱...

キーワード：金属元素/地質学/熱水活動/硫化鉱物/深海底/温度計測/持続可能/持続可能な開発/電子顕微鏡

他の関係分野：環境学生物学工学

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発表日：2026年1月15日

外部電源不要で航空・宇宙機器の損傷を検知

―き裂の進展を電波送信間隔から読み取る自立型CFRP構造を開発―

CFRPは、高比強度・高比剛性を有し、航空機やロケット、人工衛星などに広く利用されています。一方で、CFRP は金属のような塑性変形を示さず、内部に生じたき裂や層間はく離は外観から見えにくいという課題があります。現在は、こうした内部損傷を確認するためには超音波探傷などによる検査を行っており、多大な時間と人的コストを要しています。東北大学大学院環境科学研究科（工学部材料科学総合学科）の王真金助教、成田史生教授らと日機装株式会社（以下、日機...

キーワード：モノのインターネット（IoT）/衛星/材料科学/スマート材料/持続可能/炭素繊維/持続可能な開発/発光ダイオード（LED）/き裂進展/塑性変形/CFRP/ナノ材料/はく離/プラスチック/ヘルスモニタリング/モニタリング/ロケット/航空機/人工衛星/繊維強化プラスチック/層間はく離/炭素繊維強化プラスチック/超音波/風力発電/複合材/複合材料/層構造

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発表日：2026年1月15日

100

海洋下のマントルに由来する岩石中に有機物を発見

―上部マントル中での生物が関与しない有機物合成の証拠―

京都大学大学院理学研究科三津川到博士課程学生、三宅亮同教授、伊神洋平同准教授を中心とし、京都大学、広島大学、立命館大学、東北大学、高輝度光科学研究センター（JASRI）、早稲田大学、東京大学、高エネルギー加速器研究機構（KEK）物質構造科学研究所のメンバーで構成される共同研究チームは、南太平洋タヒチ島で採取されたマントル捕獲岩中の包有物から、多環芳香族炭化水素を主体とする有機物を発見しました。地球のマントル内部で生物とは無関係に有機物が合成されている可能性は古くから指摘されてきましたが、海洋下のマントルに由来する天然のマントル物質からそのような有機物を検出した例は極めて限られていまし...

キーワード：多環芳香族炭化水素/海洋/高エネルギー/マグマ/マントル/マントル捕獲岩/加速器/上部マントル/放射光/放射光X線/硫化鉱物/芳香族/芳香族炭化水素/ラマン/X線CT/二酸化炭素/二酸化炭素/有機物/炭化水素/ラマン分光/ラマン分光法/CT画像

他の関係分野：環境学化学総合理工工学農学医歯薬学

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発表日：2026年1月15日

101

ＵＢＥ×東北大学みらい創造技術共創研究所を設置

ＵＢＥ株式会社（代表取締役社長：西田祐樹、東京都港区、以下「ＵＢＥ」）と国立大学法人東北大学（総長：冨永悌二、宮城県仙台市、以下「東北大学」）は、2026年1月1日より「ＵＢＥ×東北大学みらい創造技術共創研究所*1」（以下「共創研究所」）を東北大学多元物質科学研究所内に設置し、活動を開始しました。ＵＢＥは、新たなスペシャリティ事業の創出に向け、コーポレート研究開発を一層強化する経営方針を掲げています。大学との協業をさらに推進する施策である「共創研究所」の設置は、経営方針に基づく取り組みの一環です。東北大学が有する世界水準の研究力と豊富な産学連携実績、ＵＢＥが...

キーワード：産学連携/物質科学

他の関係分野：複合領域

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発表日：2026年1月13日

102

絵本の読み聞かせが子どもの発達全般に好影響を与えることを解明

－エコチル調査のビッグデータ解析より－

これまで、読み聞かせが言語能力に良い影響を与えることは知られていましたが、運動能力や社会性を含む広範な発達領域への影響については十分に解明されていませんでした。東北大学大学院医学系研究科小児病態学分野の大学院生中村春彦医師、同科発達環境医学分野の大田千晴教授らの研究グループは、環境省が実施している「子どもの健康と環境に関する全国調査（エコチル調査）」に参加する約10万人のうち、必要な情報が揃っている36,866組の母子ペアのデータを用いて、絵本の読み聞かせが幼児期の発達に与える影響を検討しました。その結果、3歳時点での発達スコアを用いた解析では、読み聞かせの頻度が高いほど、5つ...

キーワード：対人関係/化学物質/データ解析/持続可能/持続可能な開発/コホート調査/運動能力/胎児/スクリーニング/コホート/コミュニケーション/スマートフォン/医師/小児

他の関係分野：複合領域環境学工学医歯薬学

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発表日：2026年1月13日

103

中温域で10⁻²S/cmを大きく超える酸化物超イオン伝導体a軸配向SDC電解質膜を開発

～中温作動型固体酸化物燃料電池への応用に一歩前進～

東京理科大学先進工学部物理工学科の樋口透教授、同大学大学院先進工学研究科物理工学専攻の森實亮太氏（2025年度修士課程2年）、田淵理久氏（2025年度修士課程2年）、東北大学多元物質科学研究所の志賀大亮助教、組頭広志教授らの共同研究グループは、200 ~ 550℃の中温域で動作する固体酸化物燃料電池（SOFC）の新規電解質材料として、a軸配向Sm3+ドープCeO2（Ce0.75Sm0.25O2-δ: SDC）薄膜を作製し、世界最高水準の酸化物イ...

キーワード：物質科学/高周波/電気二重層トランジスタ/固体酸化物燃料電池/酸化物イオン伝導体/イオン伝導体/固体酸/トランジスタ/絶縁体/電気二重層/SOFC/YSZ/イオン伝導/イオン輸送/固体酸化物形燃料電池/固体電解質/単結晶/電解質膜/電池/燃料電池/ジルコニア/スパッタリング/酸化物/電解質/結晶構造

他の関係分野：総合理工工学農学

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発表日：2026年1月13日

104

DNAの二重らせんを自在につなぐ新技術を開発

―チオグアノシンの新たな光反応性を解明、DNAナノ構造体や核酸医薬への応用に期待―

生命の設計図であるDNAを、ナノマシンや薬剤の運び手として利用する研究が注目されています。東北大学多元物質科学研究所の鬼塚和光准教授、永次史教授、同大学院理学研究科のジャミラ・アッバス・オスマン大学院生らの研究グループは、チオグアノシンをDNA二重鎖内の特定の位置に導入することで、光や化学酸化剤によってDNA鎖間を自在に架橋する新技術を開発しました。本架橋反応はDNA二重鎖の構造を歪ませずに素早く鎖間を結合させます。さらに、本研究では、DNA内部で電子が移動するチオグアノシンの新たな光反応特性を突き止めました。チオグアノシン同士の架橋は細胞内の環境で外れる可逆性を持つため、...

キーワード：物質科学/スルフィド/光反応/反応機構/ジスルフィド結合/遺伝情報/ナノ構造体/持続可能/光照射/持続可能な開発/熱安定性/ナノメートル/ナノ構造/薬物送達システム/ナノマシン/グルタチオン/ナノテクノロジー/DDS/イミン/核酸医薬/副作用

他の関係分野：化学生物学工学総合生物医歯薬学

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発表日：2026年1月13日

105

反強磁性体で電流による電子の液晶化を実証

―エレクトロニクス応用可能な電気抵抗変化として世界初観測―

近年、自発的な磁化を持たない反強磁性体は、耐磁場性などの利点から次世代デバイスへの応用が期待されています。現在の開発の主流は、磁化を持つ強磁性体と同様に時間反転対称性のみが破れた反強磁性体です。一方、空間反転対称性も同時に破れる特殊な反強磁性体では、強磁性体とは全く異なる電子状態となるため、新原理の電気伝導が予言されていましたが、実験的な証拠はこれまで得られていませんでした。東北大学金属材料研究所の酒井英明教授（研究開始時：大阪大学大学院理学研究科）、宮本雄哉氏（研究当時：大阪大学大学院理学研究科）、日本原子力研究開発機構の木俣基研究副主幹（研究開始時：東北大学金属材料研究所）らは...

キーワード：ディラック方程式/フェルミ面/時間反転対称性/精密測定/対称性/反強磁性/反強磁性体/非線形/磁場/液晶/空間反転対称性/磁性体/キャリア/メモリ/渦電流/強磁性/持続可能/持続可能な開発/強磁性体/電気抵抗/電気伝導/電子状態/電気伝導性/スピン/金属材料/原子力/半導体/結晶構造

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発表日：2026年1月13日

106

ガラスはなぜゆれて、なぜこわれ始める？

―分子のゆれから降伏まで、ひとつの理論でつなぐー

ガラスは、建材や光学部品、電子デバイスなどに広く使われている重要な材料ですが、その性質には未解明な点が多く残されています。中でも、ガラスをつくる分子特有の「ゆれ（分子振動）」と、ガラスにかける力を強くしていくとあるところで急にこわれ始める「降伏」は、多くのガラスに共通して現れる性質として注目されています。これまで、どちらか一方なら説明できる考え方はありましたが、両方を一つの見方でまとめて説明することは難しいままでした。東北大学大学院理学研究科の須田誠大学院生らは、これまでガラスの分子振動を説明するために使われてきた理論モデルに着目し、このモデルに力を加えると、降伏が起こることを示し...

キーワード：計算機シミュレーション/電子デバイス/分子振動/材料設計/シミュレーション/耐久性

他の関係分野：工学

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発表日：2026年1月13日

107

単一コロイド量子ドットで電気的なスピン検出と制御に成功

～環境調和型材料から拓く量子・スピントロニクス技術～

半導体コロイド量子ドット＊１は、人工原子とも呼ばれる半導体の極微小な粒子で、太陽電池などの光電デバイス＊２の活性層として近年注目されており、これまでに光学的特性は比較的よく研究されてきました。一方で、コロイド量子ドットの電気的性質の研究は少なく、特に単一のコロイド量子ドットの電気伝導の評価は技術的に困難であるためほとんど行われておらず、解明すべき問題が数多く残されています。本研究グループは、２年前に半導体コロイド量子ドット１個を用いた単一電子トランジスタ（Single-Electron Transistor: SET）＊３...

キーワード：電気通信/量子コンピュータ/量子暗号/量子情報/量子情報処理/検出器/磁場/太陽/環境調和/ディスプレイ/単一電子トランジスタ/材料科学/半導体量子ドット/溶液プロセス/トランジスタ/単一光子/電子デバイス/持続可能/省エネ/持続可能な開発/量子ドット/太陽電池/電気伝導/電子状態/電池/コロイド/スピン/スピントロニクス/ナノメートル/環境負荷/省エネルギー/低消費電力/電子顕微鏡/半導体/微粒子/量子力学/配位子

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発表日：2025年12月25日

108

ダイナミックレンジ120dBと光量適応信号選択機能を有する3次元積層型CMOSイメージセンサを開発

―機械の「目」の高性能化・低消費電力化に貢献―

CMOSイメージセンサは車載やマシンビジョン分野のセンシング用途において、機械の「目」としての役割を持ち、さらなる高性能化への要求は高まり続けています。東北大学大学院工学研究科電子工学専攻の瀧澤康平大学院生と未来科学技術共同研究センター・大学院工学研究科の黒田理人教授らの研究チームは、露光期間中にフォトダイオード（PD）から溢れた光電荷を蓄積する横型オーバーフロー蓄積容量（LOFIC）を、画素毎に2段設けてダイナミックレンジを拡大するとともに、光量に応じて適切な信号を読み出す光量適応信号選択機能を実現しました。さらにイメージセンサチップに3次元積層技術を適用し、前例のない単位面積当...

キーワード：低消費電力化/フォトダイオード/トレードオフ/CMOS/持続可能/持続可能な開発/光電変換/センシング/低消費電力

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発表日：2025年12月25日

109

6兆画素/秒の読み出し速度のバースト型CMOSイメージセンサの開発

―高速度ビデオカメラシステムとして実用化に成功―

超高速イメージング技術は、衝撃波、絶縁破壊、プラズマといった極めて高速な現象を解明するために不可欠であり、イメージセンサのさらなる性能向上が期待されています。東北大学未来科学技術共同研究センター黒田理人教授らの研究チームは、6兆画素/秒の読み出し速度を有するグローバルシャッタ方式のバースト型CMOSイメージセンサを開発しました。本センサは、2,000万コマ／秒のフレームレート・30万画素・256コマ連続記録、−170 dBの寄生光感度を同時に実現したものです。本成果は、既に高速度ビデオカメラシステム（HyperVision™ HPV™-X3）として実用化されており、幅広...

キーワード：衝撃波/CMOS/メモリ/持続可能/持続可能な開発/超高速イメージング

他の関係分野：工学

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発表日：2025年12月24日

110

機能性流体を用いた誘発地震抑制技術の開発に成功

―地震を起こす断層滑りにブレーキをかける地震抑制技術の黎明―

様々な地下開発では、地下に流体を注入する際に断層の応力状態が変化し、微小地震が発生しますが、時に被害を伴う誘発有感地震が発生してしまうことがありました。これまで、注入する流体の量を減らすなどの対策が試みられてきましたが、経済性や技術的な制約があり、抜本的な解決策は見つかっていませんでした。東北大学流体科学研究所の椋平祐輔准教授、Lu Wang氏（研究当時：流体科学研究所特任助教）、大学院理学研究科附属地震・噴火予知研究観測センターの矢部康男准教授、大学院理学研究科地学専攻の澤燦道助教、武藤潤教授の研究グループはせん断増粘流体（STF）を、断層を模擬し...

キーワード：地下構造/微小地震/噴火予知/惑星/粘性係数/持続可能/せん断/持続可能な開発/せん断応力/機能性流体/資源開発/二酸化炭素/非ニュートン流体/摩擦特性/機能性

他の関係分野：環境学化学工学農学

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発表日：2025年12月23日

111

東北大学と富士通、「NanoTerasu（ナノテラス）」の測定データに因果発見AIを適用し、超伝導発現メカニズム解明に繋がる因果関係を自動抽出地球環境問題を解決する新規機能性材料の研究開発を加速

国立大学法人東北大学（以下、東北大学）と富士通株式会社（以下、富士通）は、「3GeV高輝度放射光施設NanoTerasu（以下、ナノテラス）」の測定データに因果関係を自動抽出するAI技術を適用し、物性発現メカニズムの全容解明が期待されるカゴメ格子超伝導材料（注4）において、超伝導発現メカニズムの解明に繋がる新しい知見の導出に成功しました。本成果は2025年12月22日付けで科学誌Scientific Reportsに掲載されました。両者は、富士通のAIプラットフォーム「Fujitsu Kozuchi」のコア技術である因果発見技術をベースに、信頼性が高い因果関...

キーワード：コンピューティング/人工知能（AI）/パートナーシップ/空間分布/化学物質/カゴメ格子/コヒーレント/角度分解光電子分光/光電子分光/因果関係/加速器/放射光/γ線/磁場/赤外線/超伝導/光電子分光法/材料科学/電子分光/新物質/可視光/高温超伝導/超伝導材料/電子デバイス/持続可能/地球環境問題/紫外線/持続可能な開発/地球環境/電気抵抗/電子構造/電子状態/ダイナミクス/環境問題/機能性材料/自動化/低消費電力/電磁波/分解能/機能性/結晶構造/SPECT/空間分解能/ラット/創薬

他の関係分野：情報学複合領域環境学化学工学農学医歯薬学

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発表日：2025年12月22日

112

金属ナトリウム蒸気を利用した半導体セラミックスの低温焼結技術を開発

―従来法よりも500 °C低温で相対密度90%以上を達成―

チタン酸バリウム（BaTiO3）は、主要なセラミックス電子材料であり、半導体や誘電体（絶縁体）として幅広く利用されています。東北大学多元物質科学研究所の細野新助教と山田高広教授の研究グループは、BaTiO3の粉末成形体を、金属ナトリウム片と共にステンレス鋼製の容器に封入し加熱することにより（図1）、従来法（約1300 °C）よりも大幅に低い700〜800 °Cの低温で、電気抵抗率の低下を伴いながら緻密に焼結する現象を発見しました。この手法では、ナトリウム蒸気がステン...

キーワード：物質科学/遷移金属/絶縁体/誘電体/持続可能/持続可能な開発/チタン/チタン酸バリウム/電気抵抗/ステンレス鋼/金属イオン/熱処理/半導体/ナトリウム

他の関係分野：工学医歯薬学

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発表日：2025年12月20日

113

老朽化と人口減少に直面する下水道の最適解を導く

―集中ベストミックスを算出する新たな手法を開発―

埼玉県八潮市で発生した道路陥没事故は、暮らしを支える基盤である上下水道インフラが老朽化により危機的な状況にあることを浮き彫りにしました。施設の老朽化が進む一方で人口減少が加速する将来において、誰一人取り残さずに上下水道サービスを維持するためには、従来の"大規模集中型"の仕組みだけに依存せず、地域の人口規模に応じて"集中型"と"分散型"の汚水処理技術を柔軟に組み合わせたシステムを実装していくことが求められます。さらに、公衆衛生の向上、浸水防止、水質保全に加え、脱炭素社会への貢献など、多様な社会的要請にも対応する必要があります。東北大学大学院工学研究科の大石若菜助教、水谷大二郎准教授ら...

キーワード：最適化/人口動態/システム構築/温室効果ガス/温室効果/持続可能/人口減少/人口減少社会/バイオガス/下水処理/持続可能な開発/水処理/環境負荷/日常生活/公衆衛生

他の関係分野：情報学複合領域環境学工学医歯薬学

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発表日：2025年12月20日

114

働く酵素の姿をミリ秒で捉える

―SACLAが拓く新しい時分割タンパク質構造決定法の可能性―

大阪医科薬科大学，大阪大学，東北大学，龍谷大学，大阪公立大学，量子科学技術研究開発機構，神戸大学，理化学研究所，高輝度光科学研究センター，京都大学，兵庫県立大学などから構成される研究グループは，X線自由電子レーザー（XFEL）※1施設「SACLA※2」を用いた連続フェムト秒結晶構造解析（SFX）※3により，銅含有アミン酸化酵素の触媒過程の可視化に成功しました。本研究では，SACLAが開発を主導した二液混合装置※4が提供されました。本装置を用いることにより，酵素と基質が反応を開始してから数十から数百ミリ秒経過後の，反応時間軸に沿った様々な中間体の構造を決定しました。得られた構造情報から，本酵素...

キーワード：X線自由電子レーザー/コヒーレンス/パルス/フェムト秒パルス/時間分解/自由電子レーザー/物質科学/SPring-8/加速器/放射光/タンパク質構造/結晶構造解析/原子分解能/アミン/持続可能/持続可能な開発/フェムト秒/マイクロ/レーザー/分解能/酸化酵素/結晶構造/構造決定/空間分解能/反応時間/構造変化/立体構造

他の関係分野：化学生物学工学農学医歯薬学

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発表日：2025年12月18日

115

電池材料の「協奏的なイオン輸送」を可視化する新理論を開発

―渋滞学がイオンの集団運動を読み解き、高速イオン伝導の物理を解明―

東京大学大学院工学系研究科の佐藤龍平助教、澁田靖教授、東京科学大学総合研究院化学生命科学研究所の安藤康伸准教授、東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）のサウカーティック特任講師らの研究グループは、流体力学の流れ場の考え方を応用し、電池材料におけるイオンの集団輸送を可視化する新しい解析手法を開発しました。研究グループは固体電解質の分子動力学シミュレーションを実施し、シミュレーション中で実際に起こるイオンの協奏的な輸送を、イオンの変位ベクトル同士をつないで構築する「有向グラフ解析（注4）」により可視化することに成功しました。さらに、このグ...

キーワード：集団運動/統計力学/分子動力学シミュレーション/因果関係/輸送特性/物理化学/材料科学/イオン伝導体/持続可能/持続可能な開発/イオン伝導/イオン輸送/固体電解質/電池/シミュレーション/ネットワーク構造/リチウム/電解質/動力学/分子動力学/流体力/流体力学

他の関係分野：化学工学

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発表日：2025年12月18日

116

惑星磁気圏におけるコーラス放射の共通性を実証！

水星磁気圏探査機「みお」と地球磁気圏尾部観測衛星GEOTAILによる惑星磁気圏比較の成果

金沢大学理工研究域電子情報通信学系の尾崎光紀准教授、八木谷聡教授、松田昇也准教授、学術メディア創成センターの笠原禎也教授、東北大学大学院理学研究科の笠羽康正教授、京都大学生存圏研究所の大村善治特任教授、マグネデザイン株式会社の疋島充氏、宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所の村上豪助教、プラズマ物理学研究所（フランス）の共同国際研究グループは、水星で観測された電磁波現象のコーラス放射が、地球磁気圏（地球の磁場が支配する宇宙空間の領域）で長年観測されてきたものと類似した周波数変化の特徴を持ち、惑星間での電磁波現象の共通性があることを明らかにしました。2021～2025年の...

キーワード：情報通信/地球磁気圏/非線形/オーロラ/磁気圏/プラズマ物理/宇宙科学/衛星/観測装置/磁場/太陽/太陽系/惑星/周波数/電磁波

他の関係分野：複合領域工学

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発表日：2025年12月17日

117

テトラゼンラジカルカチオン塩の単離と構造決定に成功

―安定ラジカルを触媒とする持続可能な酸化反応技術の創出―

2-テトラゼンは、窒素原子が4つ直線的に連なった構造をもつ化合物群で、エネルギー材料などの用途が研究されています。しかし、その一電子酸化（注4）で生じるテトラゼンラジカルカチオンは、これまで分光学（注5）的な手法で存在が確認されるのみで、単離や構造決定には至っていませんでした。東北大学大学院薬学研究科の岩渕好治教授、笹野裕介准教授、大城彩里大学院生らの研究グループは、アダマンタン（注6）...

キーワード：分光学/芳香族/アニオン/シリカゲル/持続可能/ベンゼン/持続可能な開発/シリカ/電磁波/構造決定/炭化水素/アルコール/カチオン/クロマトグラフィー/ラジカル/酸化反応/分子設計/立体構造

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発表日：2025年12月16日

118

原始地球を模擬した実験でRNAを構築する一連の化学反応を実現：ホウ酸と脱水リン酸が豊富な海岸で原始RNAが誕生か

ホウ酸と脱水リン酸が豊富な海岸で原始RNAが誕生か

RNAはDNAを基にタンパク質を作り出す際に遺伝情報を伝える分子ですが、最初の生命ではDNAとタンパク質の両方の役割を果たし生命誕生に不可欠な分子であったと考えられています。しかし、RNAの材料分子からRNAを構築する化学反応がどこでどのように起こったのかは明らかになっていませんでした。東北大学大学院理学研究科の平川祐太大学院生（研究当時、現・海洋研究開発機構ポストドクトラル研究員）、米国応用分子財団のSteven A. Benner博士、東北大学大学院理学研究科の古川善博准教授らは、RNAの構成要素であるリボースと核酸塩基をホウ酸、アミドリン酸、火山ガラスの存在下で反応させると...

キーワード：海洋/化学進化/アミド/アンモニア/オリゴヌクレオチド/ホウ酸/遺伝情報/前駆体/酸化物/ホウ素/リン酸/RNA/核酸塩基

他の関係分野：環境学化学生物学工学農学医歯薬学

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発表日：2025年12月15日

119

道路そのものを「動き続けるコンピュータ」に変える新手法を提案

─省エネルギーなAI基盤技術への発展に期待─

近年、交通予測や需要予測などに機械学習・深層学習が広く使われていますが、その計算には大量の電力と高性能計算機が必要であることから、リザバーコンピューティング（RC）や、それを実世界の物理系に拡張した物理リザバーコンピューティング（PRC）が注目されています。東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の安東弘泰教授らの研究チームは、現実世界の複雑なダイナミクスをそのまま計算に利用する新しい機械学習フレームワーク環境物理リザバーコンピュ...

キーワード：ハードウェア/コンピューティング/パターン認識/フレームワーク/機械学習/高性能計算/深層学習/人工知能（AI）/数理科学/臨界点/数値シミュレーション/材料科学/リザバー計算/電子回路/持続可能/省エネ/マネジメント/持続可能な開発/需要予測/シミュレーション/センサー/ダイナミクス/モビリティ/交通流/省エネルギー/自律走行/リザバーコンピューティング

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発表日：2025年12月13日

120

低酸素環境においてRNAの骨格がメチル化される！

―立体選択的なRNAの修飾がリボソームを活性化する―

東京大学大学院工学系研究科の石黒健介特任助教、鈴木勉教授らの研究グループは、大腸菌リボソームのペプチド転移反応活性中心（PTC）に、嫌気環境で特異的に導入される新たなRNAメチル化修飾を発見し、その生合成機構と嫌気環境への適応に果たす生理学的役割を明らかにしました。リボソームはタンパク質合成（翻訳）を担う巨大複合体で、リボソームRNA（rRNA）とタンパク質から構成されます。従来、リボソームは一定の組成と構造を持つと考えられてきましたが、近年、環境に応じてリボソームの構成要素の組成が変化し翻訳を最適化する「Specializedリボソーム」という概念が注目さ...

キーワード：最適化/原子核/高磁場/磁気共鳴/水溶液/質量分析法/磁場/立体選択的/RNA修飾/タンパク質合成/tRNA/リボソームRNA/核スピン/質量分析/電子線/持続可能/持続可能な開発/スピン/電子顕微鏡/リボソーム/生体内/発酵/rRNA/リン酸/環境応答/生合成/クライオ電子顕微鏡/アミノアシルtRNA/mRNA/大腸/RNA/アミノ酸/クロマトグラフィー/ヌクレオシド/メチル化/核磁気共鳴/合成生物学/生体分子/大腸菌/低酸素/細菌/生理学

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発表日：2025年12月11日

121

硝酸イオンからアンモニアを80%の選択率で合成

―微粒子触媒における活性サイトの１原子精度制御によって達成―

銅ナノクラスター（Cu NC）は、原子レベルで構造が決定されたナノ物質であり、量子化された電子状態に起因する独自の触媒特性を示します。しかし、多くのNCでは、その表面は配位子によって完全に覆われ、活性点となる金属原子表面が露出していないため、さらなる高機能化が困難でした。東北大学多元物質科学研究所の根岸雄一教授、川脇徳久准教授らの研究グループは、ほぼ同一の幾何構造を有するCu14 NCにおいて、用いるチオラート配位子の違いのみでCuサイトの露出を制御できることを見出しました。その結果、たった1つの露出したCuサイトを有するCu14 N...

キーワード：硝酸イオン/再生可能エネルギー/水素生成/幾何構造/物質科学/量子化/アンモニア/ナノクラスター/触媒反応/電子移動/ナノ物質/活性サイト/アンモニア合成/選択性/持続可能/還元反応/持続可能な開発/電子状態/カーボン/ナノ粒子/電気化学/微粒子/プロトン/インドール/電子移動反応/配位子

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発表日：2025年12月10日

122

AI計算を高効率に処理可能な確率論的コンピューターの大規模化に向けて新技術の動作実証に成功

－アナログ回路不要確率ビットを提案しスピントロニクス技術で実証－

AI社会の進展に伴い、複雑なAI計算を省エネで処理するコンピューターの実現への期待が高まっています。物理状態の確率的なゆらぎをハードウェアレベルで利用する確率論的コンピューターはその選択肢として有望視されます。入力信号に応じて0または1をランダムに出力する確率ビット（Pビット）は確率論的コンピューターの最重要構成要素です。従来の確率ビットではDACと呼ばれるデジタル信号をアナログ信号に変換するアナログ回路が不可欠でした。このDACは一般に回路面積や消費電力が大きく、確率論的コンピューターの大規模化を図るうえでの弱点でした。今回、東北大学とカリフォルニア大学サンタバーバラ校の研究チー...

キーワード：ハードウェア/電気通信/最適化/人工知能（AI）/確率論/磁気抵抗/量子コンピュータ/磁場/量子ビット/磁性体/材料科学/MRAM/トランジスタ/メモリ/持続可能/省エネ/持続可能な開発/スピン/スピントロニクス/センサー/組合せ最適化/分解能/高分解能/ゆらぎ

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発表日：2025年12月9日

123

なぜM9級カムチャツカ巨大地震は73年で繰り返し発生したのか

1952年にマグニチュード（M）９級の超巨大地震が起きたカムチャツカ半島沖で今年７月、再びM９級の地震が発生しました。地震学の常識を覆す発生間隔の短さの謎を解明するため、その破壊過程を精密に解析し、巨大地震が古典的な地震サイクルモデルでは説明が困難な挙動をしていることを示しました。2025年7月、ロシア・カムチャツカ半島沖でマグニチュード（M）8.8〜8.9の超巨大地震が発生しました。この地震は、1952年に起きたM9.0級巨大地震とほぼ同じ場所を再び破壊したにもかかわらず、その発生間隔はわずか73年と異例の短さであり、地震学の常識を大きく揺るがすものでした。本研究では、...

キーワード：プレート境界/巨大地震/地震学/沈み込み/沈み込み帯/南海トラフ/持続可能/持続可能な開発/ひずみ/大地震/津波/予測モデル

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発表日：2025年12月9日

124

電子と結晶の「ささやき」を聞く

―テラヘルツ光で解き明かす新しいミクロの世界―

私たちの身の回りにある結晶の中では、電子と格子の振動（フォノン）が絶えずやり取りをしています。このやり取りを電子格子相互作用と呼びます。これまで、電子相互作用の強さである線形温度係数の正確な値や物理的解釈については議論されてきませんでした。東北大学大学院理学研究科物理学専攻の高橋まさえ特任研究員は、テラヘルツ分光を用いて、電子相互作用の強さを水素結合ネットワーク結晶（有機結晶）について正確に測定することに成功しました。測定の結果、その強さは微細構造定数αに比例していることが明らかになりました。微細構造定数α（...

キーワード：スピン軌道相互作用/テラヘルツ光/強磁場/準粒子/水素結合ネットワーク/二次元電子系/量子ホール効果/量子化/ホール効果/スペクトル/テラヘルツ/磁場/電子格子相互作用/フォノン/有機結晶/スピン/微細構造

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発表日：2025年12月6日

125

宮城県仙台市新庁舎建替現場および東北大学青葉山新キャンパスにおいて実現場におけるAI活用の実証実験を開始

～メタサーフェス反射板を用いた通信環境の安定確立およびエッジ・クラウドAI連携による通信負荷軽減を実現し、AI・ロボット活用による業務省力化・省人化を目指す～

NTTドコモビジネス株式会社（旧 NTTコミュニケーションズ株式会社）、ドコモ・テクノロジ株式会社、国立研究開発法人情報通信研究機構（NICT(エヌアイシーティー)）、株式会社ポケット・クエリーズ、株式会社横須賀リサーチ・パーク、株式会社大林組、国立大学法人東北大学、仙台市、他2社は、実現場におけるAI活用に係る実証実験（以下本実証）を2025年12月5日から2025年12月19日まで実施します。本実証では、通信環境に応じた異常検知エッジ・クラウドAI注1の分散処理により、通信量の削減効果を検証するとともに、メタサーフェス反射板注2での...

キーワード：クラウド/人工知能（AI）/分散処理/情報通信/計算量/誘電率/メタマテリアル/ロボット/異常検知/実証実験/周波数/コミュニケーション

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発表日：2025年12月4日

126

脳腫瘍PET画像を1/3のスキャン時間で短時間でも臨床応用可能な画質を維持

PET検査は、体内に投与した放射性医薬品からの放射線を、体外の検出器で計測することでその分布を画像化する検査です。放射線医薬品のひとつである「11C-メチオニン」を用いたPET検査（以下メチオニンPET検査）は脳腫瘍の診断に有用ですが、診断可能なレベルの画質を得るために比較的長時間のスキャン（10分程度）が推奨されています。東北大学大学院医学系研究科放射線検査学分野の猪又嵩斗大学院生、千田浩一教授（災害放射線医学分野）らの研究グループは、高性能な半導体検出器を搭載したPET/CT装置（SiPM PET/CT装置）を用いて、異なるスキャン時間（10分、5分、...

キーワード：プロトコル/最適化/陽電子/SiPM/検出器/半導体検出器/持続可能/持続可能な開発/半導体/分解能/computed tomography/臨床応用/アミノ酸/脳腫瘍/放射線

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発表日：2025年12月4日

127

ひずみ状態が逆でも同じ磁気特性

―成長誘導磁気異方性が支配する新しい磁性材料作製法を確立―

磁性ガーネット薄膜、特にセリウム置換イットリウム鉄ガーネット（Ce:YIG）は、優れた磁気光学効果を示すため、情報通信・処理デバイスへの応用が期待されています。これらのデバイスでは、膜面に垂直な磁化配向（垂直磁気異方性）が重要です。従来、Ce:YIG薄膜の垂直磁気異方性は、基板と薄膜の格子定数差によって生じる格子ひずみ（弾性磁気異方性）で制御されると考えられ、基板選択が材料設計の自由度を制約していました。東北大学、豊橋技術科学大学、信越化学工業株式会社、マサチューセッツ工科大学による国際共同研究グループは、イオンビームスパッタ法を用いて、格子定数の異なる2種類のガーネット基板上にC...

キーワード：電気通信/情報通信/磁気光学/X線回折/異方性/化学組成/近赤外/磁場/光学材料/磁気異方性/磁区構造/ガーネット/スパッタ法/光通信/磁気光学効果/持続可能/持続可能な開発/希土類/原子配列/材料設計/磁気特性/磁性材料/垂直磁化/垂直磁気異方性/イオンビーム/スピン/スピントロニクス/ひずみ/レーザー/結晶成長/磁気記録/結晶構造

他の関係分野：情報学複合領域化学総合理工工学農学

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発表日：2025年12月3日

128

多数の光の渦を物質に転写して可視化することに成功！

～物質中での渦の生成、消滅、操作の新展開～

千葉大学大学院工学研究院の尾松孝茂教授、千葉大学分子キラリティー研究センターの平山颯紀特任助教と、東北大学大学院工学研究科の小野円佳教授、木崎和郎助教、赵君婕 (Zhao Junjie) 学振外国人特別研究員と北海道大学電子科学研究所の田口敦清准教授の研究チームは、光の波面に複数の渦が同時に存在する多重光渦注注1,2)を物質に転写して構造として可視化することに成功しました。また光のスピン角運動量と軌道角運動量のベクトル合成(光のスピン軌道相互作用注3))の効果により、渦の大きさや位置が大きく変化することを見出しました。この結果...

キーワード：スピン軌道相互作用/軌道角運動量/特異点/キラリティー/円偏光/持続可能/持続可能な開発/スピン/マニピュレーション

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発表日：2025年12月3日

129

水に強くリサイクルできるRAMOF電極を実証

―水系デバイスの材料としての幅広い展開に期待―

RAMOFは、金属と有機分子が配位結合によって連続的につながった無数の空孔をもち、材料内に酸化還元して蓄電できる部位をもつ多孔質材料であり、電池の電極材料への応用が期待されています。しかし、RAMOFを構成する配位結合は、水、特に酸で分解されやすいことが多いため、酸性水溶液を用いた水系デバイスの材料への応用は難しいとされていました。東北大学多元物質科学研究所の岡弘樹准教授（茨城大学カーボンリサイクルエネルギー研究センター特命研究員兼任）、笠井均教授、大窪航平助教、材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の西原洋知教授（多元物質科学...

キーワード：水溶液/物質科学/炭酸塩/キノン/配位結合/有機分子/材料科学/金属有機構造体/電解液/持続可能/持続可能な開発/水環境/電池/カーボン/リサイクル/金属イオン/酸化還元/多孔質/多孔質材料/耐久性/二次電池

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発表日：2025年12月3日

130

小惑星べヌーの砂に生命を構成する「糖」が存在

―アミノ酸、核酸塩基に並ぶ主要な生命材料分子を検出―

小惑星のカケラである隕石からは、生命の材料分子であるアミノ酸、核酸塩基、糖が検出されています。このことから、隕石によって宇宙から地球にもたらされた分子が、生命の材料として使われたという仮説が提案されています。日米の小惑星サンプルリターン計画「はやぶさ2」と「OSIRIS-REx」では、地球物質の混入がない小惑星試料から、核酸（DNAとRNA）の構成分子である核酸塩基とリン酸、タンパク質の構成分子であるアミノ酸の存在を明らかにし、隕石による生命材料分子の供給を裏付けました。しかし、核酸の材料となる分子群のうち糖だけは見つかっていませんでした。東北大学大学院理学研究科の古川善博准教授ら...

キーワード：小惑星/惑星/惑星探査/隕石/グルコース/はやぶさ2/リン酸/SPECT/RNA/アミノ酸/核酸塩基

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発表日：2025年12月2日

131

「最適輸送」でエネルギーコストの原理的限界を達成

― 省エネ情報処理の新たな設計につながる成果 ―

私たちが何かを動かすときには、熱力学的なエネルギーコストが伴いますが、そのコストには原理的な最小値があります。コンピュータの情報処理も同様で、たとえば、情報を「消去」するにも、どんなに工夫してもこれ以下には減らせない最小のエネルギーコストが存在します。この限界は動かす速さに応じて変化しますが、これまでは無限にゆっくり操作する場合でのみ実験的に示すことができていました。東北大学大学院工学研究科の及川晋悟大学院生（研究当時）、中山洋平助教、鳥谷部祥一教授は、東京大学大学院理学系研究科の伊藤創祐准教授、東京大学大学院工学系研究科の沙川貴大教授との共同研究により、光の力で微小粒子を高速・高...

キーワード：普遍性/エネルギー効率/持続可能/省エネ/持続可能な開発/熱力学/マイクロ/レーザー/光ピンセット/ナノマシン/ゆらぎ

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発表日：2025年12月1日

132

東北地方初確認のカツオノエボシの仲間が新種と判明

ー伊達政宗にちなみ「ミカヅキノエボシ」と命名ー

カツオノエボシ（鰹の烏帽子、英名：Portuguese man-of-war）は、世界中の熱帯から温帯の海域に広く分布する有毒クラゲで、青く透明な浮き袋と長い毒触手を持つことで知られています。これまで日本の北部沿岸ではカツオノエボシの仲間のクラゲが正式に記録されたことはありませんでした。東北大学大学院農学研究科のエイムズ・シェリル(Ames Cheryl)教授と大越和加教授の研究チームは、共同研究チームが仙台湾の蒲生海岸で採取したカツオノエボシ属（Physalia）と見られる個体の同定を行いました。その結果、形態的および遺伝的解析により、本種が既知のカツオノエボシ...

キーワード：海洋/気候変動/持続可能/持続可能な開発/シミュレーション/海洋環境/東北地方/海洋生物/生態系/温暖化/海洋生態/海洋生態系/粒子追跡

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発表日：2025年11月30日

133

磁気ハイパーサーミアとリンパ系送達法の融合による低侵襲ながん転移治療法を確立

―リンパ系送達法による低侵襲な転移抑制効果―

がんのリンパ節転移は、がんの進行や再発、患者の予後を大きく左右する重要な過程です。転移リンパ節の外科的切除は有効である一方、侵襲性が高く、副作用のリスクが避けられません。磁性ナノ粒子を用いた磁気ハイパーサーミアは、放射線や抗がん剤を使わずにがん細胞を熱で死滅させる低侵襲・高安全性の治療技術として注目されています。東北大学大学院工学研究科の桑波田晃弘准教授、大学院歯学研究科のアリウンブヤン・スフバートル助教、ならびに大学院医工学研究科の小玉哲也教授、薮上信教授らによる共同研究グループは、ヒトと同等の大きさのリンパ節を有するリンパ節転移モデルマウスを用...

キーワード：磁場/磁性ナノ粒子/磁性体/生体適合性/持続可能/酸化鉄/持続可能な開発/ナノメートル/ナノ粒子/医工学/リンパ節転移/臨床応用/モデルマウス/歯学/がん細胞/がん治療/がん転移/ハイパーサーミア/マウス/副作用/免疫応答/がん患者/抗がん剤/手術/低侵襲/非侵襲/放射線

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発表日：2025年11月30日

134

あらゆる材料に適用可能な量子ビット評価手法を確立

―二次元材料・ヘテロ構造まで網羅―

量子コンピューター向け材料を見分ける新しい方法を発見しました。東北大学の金井駿准教授、米国シカゴ大学及び米国アルゴンヌ国立研究所のジューリアガリ教授、マイケルトリヤマ博士らの研究チームは、材料内部の磁気的な揺らぎが量子状態を乱す仕組みに注目し、計算科学を使って量子状態の安定性を高速に予測する手法を開発しました。特に、従来は三次元の材料のみが評価可能でしたが、今回、二次元材料や積層構造まで解析を広げることで、より実在材料に近い環境で量子状態の安定性を予測することに成功しました。約千種類の候補から190種類の有望な材料を抽出し、中でも代表的な二次元材料である二硫化タングス...

キーワード：近似計算/行列計算/電気通信/アルゴリズム/人工知能（AI）/量子計算/スケーリング則/位相緩和/原子核/揺らぎ/陽子/量子コンピュータ/スケーリング/中性子/二次元材料/量子ビット/材料科学/タングステン/メモリ/量子デバイス/持続可能/持続可能な開発/評価手法/材料設計/スピン/スピントロニクス/センサー/ナノメートル/積層構造/微細加工/量子力学/微細加工技術/緩和時間/層構造/心臓/評価法

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発表日：2025年11月27日

135

気候変動がもたらすワイン用ブドウの栽培適地の変化

― 日本に複雑に分布する適地を科学的に予測する ―

近年、気候変動の影響が顕著に現れており、特にワイン用ブドウ栽培への影響は世界的に懸念されています。東北大学大学院工学研究科の平賀優介助教の研究チームは、東日本のワイン用ブドウ栽培地の地理空間データを整備し、生物種分布モデルと呼ばれる統計モデルと気候変動予測データを組み合わせて分析しました。これにより、気候変動が進行した場合のワイン用ブドウ栽培の将来的な栽培適地分布を予測しました。結果として、北海道全域や東北北部、また標高の高い地域において、ワイン用ブドウの栽培適性度が大きく向上し得ることを示しました。また、既存の栽培地においても、栽培時期を早めるなどの適応策が有効であることを示しました。これ...

キーワード：統計モデル/適応策/空間データ/気候変動/持続可能/持続可能な開発/シナリオ

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発表日：2025年11月27日

136

多様な元素置換が可能な歪んだ三角格子反強磁性体を開発

―「複合アニオン化合物」で磁性の一次元化の謎に迫る―

東京大学物性研究所の厳正輝助教、小濱芳允准教授、河村光晶助教（研究当時）、廣井善二教授、名古屋大学大学院工学研究科の平井大悟郎准教授、矢島健准教授、東北大学大学院理学研究科の森田克洋助教、同大学多元物質科学研究所の那波和宏准教授、佐藤卓教授、高エネルギー加速器研究機構の幸田章宏教授、日本原子力研究開発機構J-PARCセンターの古府麻衣子研究副主幹（研究当時）らの共同研究グループは、磁性を持つレニウム原子が異方的に歪んだ三角形格子のネットワークを持つ複合アニオン化合物の開発に成功し、非磁性元素の置換によって磁気的性質を自在に制御できることを明らかにしました。本研究では全7種類...

キーワード：フラストレーション/高エネルギー/三角格子/三角格子反強磁性体/磁気相転移/反強磁性/反強磁性体/物質科学/揺らぎ/J-PARC/ハロゲン/加速器/相転移/アニオン/磁性体/レニウム/複合アニオン/新物質/強磁性/持続可能/持続可能な開発/強磁性体/スピン/極低温/原子力/酸化物/結晶構造

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発表日：2025年11月26日

137

秒スケールで宇宙をとらえる

―人工衛星・スペースデブリの閃光現象を大量検出―

私たちが夜空を見上げると、同じような星々が瞬いているように見えます。しかし実際の宇宙は、恒星の大爆発（超新星爆発）のように突発的でダイナミックな現象に満ちています。こうした「時間とともに変化する宇宙」を研究する分野は時間領域天文学と呼ばれ、世界中で活発に探究されています。東北大学・東京大学・理化学研究所・NTT・東京科学大学らの研究者から成る研究グループは、東京大学木曽観測所の広視野カメラ「Tomo-e Gozen」を用いて、世界で最も高感度な夜空の「広域動画観測」を行いました。その結果、わずか0.5秒だけ光る閃光現象を1500個以上発見しました。その...

キーワード：衛星/恒星/新星/太陽/超新星/超新星爆発/天文学/突発天体/望遠鏡/太陽光/CMOS/可視光/持続可能/持続可能な開発/センサー/人工衛星

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発表日：2025年11月26日

138

クリーンエネルギー発電設備の長寿命化設計技術を開発

―カーボンニュートラルを加速する新たな基盤技術―

世界的に再生可能エネルギーの導入が加速する中、熱や頻繁な出力変動、腐食などによる設備の予期せぬ故障の頻発が深刻な問題となっています。東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の王潤梓助教らと島根大学、中国の華東理工大学の共同研究チームは、太陽光、風力、原子力などクリーンエネルギー発電設備の寿命を高精度で予測する技術を開発しました。設備の稼働中に同時に進行し、複雑に干渉して劣化を加速させる機械的、化学的、材料科学的などの損傷要因について、従来と比べ4～7倍の精度で予測が可能です。本技術により、設備の突然の故障を未然に防ぎ、部品の交換や修理の時期を適切に管理できること...

キーワード：再生可能エネルギー/太陽/太陽光/材料科学/クリーンエネルギー/カーボンニュートラル/持続可能/持続可能な開発/カーボン/ライフサイクル/リサイクル/原子力/長寿命化/二酸化炭素/二酸化炭素排出削減/物理モデル/寿命

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発表日：2025年11月23日

139

巨大磁気嵐がもたらす宇宙空間の変動観測に成功

～宇宙空間に電離大気の供給が抑制されていたことを発見～

名古屋大学宇宙地球環境研究所の新堀淳樹特任助教らの研究グループは、全球測位衛星システム（GNSS）注6)と「あらせ」衛星などの観測データを解析し、2024年5月10日に発生した巨大磁気嵐時のプラズマ圏と電離圏の電子密度の時間変化と空間構造の観測に成功しました。観測データにおいて、通常、地球半径（6,378 ｋｍ: 赤道半径）の4～6倍の高度域までの宇宙空間に広がっているプラズマ圏が地球半径の１．５倍の高度域にまで急速に縮小し、元の状態にまで回復するまでに4日以上要していたことが分かりました。この回復時間は、通常の磁気嵐時に比べて約2倍長いことが統計解析から...

キーワード：電波伝搬/地球科学/環境変動/高エネルギー/高エネルギー粒子/磁気嵐/太陽フレア/地球磁気圏/GNSS/磁気圏/地磁気/データ解析/衛星/磁場/太陽/惑星/空間構造/紫外線/地球環境/統計解析/TEMPO/構造変化

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発表日：2025年11月20日

140

NanoFrontier x日東紡 x 東北大学「ナノ材料でイノベーションを加速する共創研究所」設置

スタートアップと大企業による産学連携のロールモデルを目指す

東北大学、NanoFrontier株式会社（以下、NanoFrontier）および日東紡績株式会社（以下、日東紡）は共同で、2025年11月、「ナノ材料でイノベーションを加速する共創研究所」を設置しました。本共創研究所は、ナノ材料の新規作製プロセス・材料設計、製品・用途開発、人材育成を一体運用する常設の共創拠点として、東北大学・スタートアップ・大企業との連携を強化します。研究からPoC（概念実証）、技術移転まで一体運用するルートを常設化し、特定有害物質の検出技術などの重点アプリケーションの社会実装を加速させるとともに、企業...

キーワード：産学連携/物質科学/ファイバー/技術移転/有害物質/材料設計/ナノ材料/ナノ粒子/ラット

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発表日：2025年11月20日

141

低軌道衛星コンステレーション実現に向けた衛星搭載用アンテナシステムの提案と超小型アンテナモジュールの開発

－衛星搭載用ミリ波(Q/V)帯デジタルビームフォーミングアンテナとダイレクトデジタルRF送受信機の試作に成功－

小型で低価格の我が国独自のLEO衛星の実現が求められています。東北大学電気通信研究所の末松憲治教授と21世紀情報通信研究センターの塚本悟司特任教授らは、そうした要望に応えるLEO衛星搭載用の高性能アンテナシステムの中核となる、ダイレクトデジタルRF方式を採用したミリ波（Q/V）帯のデジタル送受信機及びこれを用いたデジタルビームフォーミング（DBF）アレーアンテナを、世界で初めて開発し、その基本動作を確認しました。本研究成果であるアンテナモジュールと使用するICの試作結果などは12月2日から5日に韓国済州島にて開催される世界3大マイクロ波国際会議であるThe 37th Asia-Pa...

キーワード：衛星通信/電気通信/アンテナ/ミリ波/情報通信/ワークショップ/産学連携/衛星/持続可能/持続可能な開発/マイクロ/マイクロ波/周波数/レジリエント

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発表日：2025年11月15日

142

RNAを修飾する遺伝子CMTR2の変異の意義を解明免疫チェックポイント阻害薬、RNAスプライシング阻害剤への感受性が高い可能性を確認

国立研究開発法人国立がん研究センター（東京都中央区、理事長：間野博行）研究所ゲノム生物学研究分野中奥敬史ユニット長、河野隆志分野長、慶應義塾大学医学部内科学（呼吸器）　額賀重成助教らの研究グループは、1,000例を超える肺がん試料を解析し、CMTR2注1という遺伝子に変異があると、メッセンジャーRNA（タンパク質の設計図）の編集過程であるRNAスプライシング注2にミスが起きやすくなることを明らかにしました。さらに、CMTR2に変異があるがん細胞は、スプ...

キーワード：がん研究/化学物質/陽子/キャップ構造/RNA修飾/タンパク質合成/遺伝情報/持続可能/持続可能な開発/イントロン/RNAスプライシング/がんゲノム/治療標的/mRNA/RNA/がん細胞/スプライシング/マウス/メチル化/メラノーマ/阻害剤/免疫チェックポイント/免疫チェックポイント阻害薬/免疫細胞/がん患者/ゲノム/遺伝子/遺伝子変異/加齢/肺がん/薬剤耐性

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発表日：2025年11月15日

143

従来困難だった磁性体の結晶対称性由来の磁区を識別する手法を開発

─ 超低消費電力・高速動作素子を実現するスピントロ二クス材料の開発に拍車 ─

交替磁性体は全体としての磁化がゼロでありながら、スピンの分極した電子バンドを持つため、スピントロニクス材料として注目されています。交替磁性体の代表例であるMnTeにおいては従来技術では識別が難しい結晶構造の対称性に由来する磁区の存在が詳細な電子状態解明の障害となっていました。東北大学学際科学フロンティア研究所の鈴木博人助教らの研究グループは、早稲田大学先進理工学部の武上大介博士研究員、大阪公立大学大学院工学研究科の播木敦准教授らとの共同研究により、円偏光を用いた共鳴非弾性X線散乱（RIXS）による新たな磁区識別法を開発しました。本研究では、右・左回り円偏光の散乱強度の差である円二色...

キーワード：空間分布/バンド構造/異常ホール効果/時間反転対称性/対称性/反強磁性/反強磁性体/反磁性/ホール効果/軟X線/非弾性/放射光/スペクトル/円二色性/吸収スペクトル/円偏光/磁性体/対称性の破れ/マンガン/強磁性/持続可能/持続可能な開発/強磁性体/電子状態/スピン/スピントロニクス/低消費電力/結晶構造

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発表日：2025年11月13日

144

細胞内チオールのリアルタイム可視化に成功

―ラマンプローブの実用化に向け大きく前進―

チオールは酸化ストレスの制御をはじめ、生体機能の維持に欠かせない分子として広く認識されています。しかし、生きた細胞内でその量を正確に測定することは難しく、生命科学における長年の大きな課題となってきました。東北大学大学院薬学研究科の山越博幸助教らは、これまでに小型のラマンプローブ「ThioRas」を開発し、ラマン顕微鏡を用いてチオールを検出できる技術を報告していました。しかし、感度や水への溶解性に限界があり、生細胞中の内在性チオール（注4）を測定することはできませんでした。今回、研究グループはこの課題を克服するために改良を...

キーワード：ラマン散乱/アミド/細胞イメージング/生細胞/ラマン/光プローブ/生体内/システイン/グルタチオン/アミノ酸/ストレス応答/チオール/プローブ/蛍光プローブ/抗酸化/ストレス/酸化ストレス

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発表日：2025年11月12日

145

酸素が拓く固体電解質の設計原理

－複雑なマルチアニオンガラスにおけるイオン輸送の仕組みを解明－

安全で高性能な次世代蓄電技術として注目されている全固体電池の開発には、固体でありながら液体のようにイオンが動き回る固体電解質が不可欠です。東北大学多元物質科学研究所の大野真之准教授、米国レンセラー工科大学（Rensselaer Polytechnic Institute）のPrashun Gorai助教授らの国際共同研究チームは、酸素を介したガラス構造の制御が固体電解質の性能を決定する鍵であることを突き止めました。本研究チームは、ナトリウム酸化物と五塩化タンタル（xNa2O-TaCl5）を用いたガラス状固体電...

キーワード：最適化/物質科学/ハロゲン/タンタル/アニオン/全固体電池/持続可能/持続可能な開発/イオン伝導/イオン輸送/局所構造/固体電解質/材料設計/電気抵抗/電池/酸化物/電解質/ナトリウム/構造変化

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発表日：2025年11月12日

146

タンパク質品質管理に関わる小胞体内の新区画を発見

～糖尿病、ALS、アルツハイマー症などに対峙する革新的治療法開発に光～

細胞内におけるタンパク質品質管理の破綻は多くの疾患を引き起こします。東北大学学際科学フロンティア研究所、大学院生命科学研究科（兼務）の奥村正樹准教授（国際卓越研究者：ディスティングイッシュトアソシエイトプロフェッサー）らの研究グループは、日韓英の17研究グループによる国際共同研究により、小胞体内に局在しカルシウム依存的に相分離するPDIA6が、その区画内での未成熟インスリンの凝集形成を抑える役割を果たしていることを見いだしました。この発見は、これまで一様と考えられてきた小胞体内が区画化されているという...

キーワード：品質管理/相分離/構造形成/スルフィド/タンパク質品質管理/細胞内小器官/ジスルフィド結合/持続可能/持続可能な開発/Ca2+/糖鎖修飾/筋萎縮/インスリン/カルシウム/小胞体/生体分子/動的構造/膜タンパク質/立体構造/遺伝子/遺伝子発現/筋萎縮性側索硬化症 /糖尿病

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発表日：2025年11月11日

147

NanoTerasuのビームラインでタンパク質結晶立体構造解析を開始

－全自動測定とスパコンAOBAによる即時データ解析によりライフサイエンスを加速―

国立大学法人東北大学（以下、東北大学）、一般財団法人光科学イノベーションセンター（以下、PhoSIC）及び国立研究開発法人日本医療研究開発機構（以下、AMED）は、11月11日より、3GeV高輝度放射光施設NanoTerasu（以下、NanoTerasu）のコアリションビームラインBL09Uにおいて、東北大学が中心となって整備を進めてきたタンパク質構造解析エンドステーション（以下、MX-ES）の運用を開始します。本MX-ESはタンパク質のような複雑かつ巨大な生体高分子の立体構造を原子レベルで決定することが出来るエンドステーションで、メールインによる完全自動測定と東北大学サイバーサイ...

キーワード：スループット/科学技術計算/スーパーコンピュータ/データ統合/最適化/人工知能（AI）/先端技術/物質科学/放射光/データ解析/タンパク質構造/高分子/マルチスケール/機能性材料/計測システム/大規模計算/電子顕微鏡/タンパク質結晶/構造予測/機能性/クライオ電子顕微鏡/オミックス/オミックス解析/スクリーニング/ラット/医薬品開発/化合物ライブラリー/細胞・組織/生体高分子/創薬/立体構造/立体構造解析/臨床試験/疾患モデル

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発表日：2025年11月10日

148

セラミックスにおける新拡散メカニズムを発見

―セラミックスの焼結メカニズムの解明と新たな粒界設計指針の構築―

東京大学大学院工学系研究科附属総合研究機構の幾原雄一東京大学特別教授（兼：東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）教授）、柴田直哉教授、フウビン特任准教授、二塚俊洋特任研究員らのグループは、原子分解能電子顕微鏡法と理論計算（シミュレーション、注2）を駆使することにより、原子が結晶粒界を拡散（注4）する際の新しいメカニズムを明らかにしました。セラミックスを焼結する際には、さまざまな元素を添加することで、焼結の促進や、微細構造の制御が行われています。焼結の進行に伴い、添加元素が粒界を拡散することは知られていますが、これらの元素が粒界中のどの原子位置...

キーワード：拡散過程/多結晶/多結晶体/X線分光/電子線/材料科学/原子分解能/原子分解能電子顕微鏡/走査透過型電子顕微鏡/持続可能/持続可能な開発/STEM/アルミナ/チタン/原子構造/原子配列/材料設計/相変態/アルミニウム/シミュレーション/結晶粒界/第一原理/第一原理計算/電子顕微鏡/電子顕微鏡法/微細構造/分解能/空間分解能/構造変化

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発表日：2025年11月10日

149

誘電体メタ表面を用いた新規高圧物性計測技術を開発

～惑星科学への応用が期待されるナノ光学計測～

高圧物性計測技術の開発は惑星科学や物性物理学などの分野で重要です。これまでに、表面プラズモン共鳴により色づく金ナノ粒子の色の変化からアンビルセル内の物質の屈折率変化を計測する方法が、簡便で高感度な手法として提案されてきました。しかしながら、金ナノ粒子は柔らかいため、ある一定の圧力以上では大きく変形し、予期しない色の変化が起きてしまうという課題がありました。東北大学多元物質科学研究所の新家寛正助教と北海道大学低温科学研究所の木村勇気教授、鳥取大学工学部機械物理系学科の灘浩樹教授、東京大学大学院総合文化研究科広域...

キーワード：物質科学/物性物理/高圧実験/高圧物性/惑星/惑星科学/金ナノ粒子/表面プラズモン共鳴/光機能/走査型電子顕微鏡/プラズモン/表面プラズモン/誘電体/持続可能/メタマテリアル/計測技術/光照射/持続可能な開発/金属ナノ粒子/光機能材料/SiC/ナノ構造/ナノ粒子/ヒ化ガリウム(GaAs)/屈折率/光学計測/電子顕微鏡/微細加工/微細加工技術/光学顕微鏡/SEM/機能材料

他の関係分野：化学総合理工工学総合生物農学

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発表日：2025年11月8日

150

広帯域X線対応タイコグラフィ装置を開発

―ナノテラス活用で高精度な元素・構造分析を実現―

X線タイコグラフィは、非破壊かつ高解像度の観察が可能な手法として注目されていますが、同一の装置でテンダーX線から硬X線領域まで測定できるシステムはこれまで存在していませんでした。東北大学大学院工学研究科の佐々木雄平大学院生、東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センターの石黒志准教授、高橋幸生教授らの研究チームは、3GeV高輝度放射光施設「NanoTerasu」のビームラインBL10Uを活用し、テンダーX線から硬X線領域にわたる広帯域での高分解能X線タイコグラフィ装置の開発に成功しました。本システムでは、NanoTerasuの高輝度かつ高コヒーレンスなX線に加...

キーワード：コヒーレンス/コヒーレント/高エネルギー/物質科学/X線回折/広帯域/軟X線/放射光/検出器/レンズ/位相回復/持続可能/持続可能な開発/電池/ナノスケール/ナノメートル/機能性材料/屈折率/計測システム/実証実験/分解能/機能性/高分解能/カルシウム

他の関係分野：工学農学医歯薬学

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発表日：2025年11月6日

151

地球に降り込む高エネルギー電子を地磁気による磁気ミラー力が跳ね返す効果を観測的に実証

田中友啓（総合研究大学院大学５年一貫制博士課程４年兼国立極地研究所特任研究員）、小川泰信（総合研究大学院大学教授兼国立極地研究所教授）、加藤雄人（東北大学大学院理学研究科教授）を中心とする研究グループは、低高度極軌道衛星や大型大気レーダーによる観測結果と数値シミュレーションを組み合わせることで、地球近傍の宇宙空間から地球に飛来する高エネルギー電子の一部が地磁気によって宇宙空間に跳ね返され、その結果、これらの電子がもたらした大気電離量が従来の想定よりも小さくなっていたことを観測により実証しました。高エネルギー電子と大気との衝突過程の近年の精密な理論研究により、地球への入射エネ...

キーワード：極地/高エネルギー/大型大気レーダー/地磁気/衛星/数値シミュレーション/持続可能/持続可能な開発/シミュレーション

他の関係分野：環境学工学

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発表日：2025年11月5日

152

東北大学MOOC講座「地震と断層の科学〜日本列島の地震活動を知る」新規開講のお知らせ

東北大学アドミッション機構オープンオンライン教育開発推進センターは、2025年度の新規講座として、災害科学国際研究所遠田晋次教授による「地震と断層の科学～日本列島の地震活動を知る」を2026年1月21日（水）より開講します。同センターでは、「世界と地域に開かれた大学」「市民の知的関心を受け止め、支え、育んでいける教育研究活動を積極的に推進する大学」の実現を目指し、2016年度よりオンライン講座、東北大学MOOCを開講しています。今回の講座では、地震とその発生源である断層の基礎を分かりやすく解説し、日本列島で地震が多い理由、発生する地震の種類や規模、頻...

キーワード：オンライン教育/地震活動/日本列島/持続可能/持続可能な開発

他の関係分野：複合領域工学

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発表日：2025年11月5日

153

危険な廃棄を資源の循環へ

－新しい膜分離プロセスでリチウムイオン電池をごみにしない未来へ－

電動車普及が加速する中、リチウムイオン電池（LIB）の需要が世界的に急増しています。リチウム（Li）やコバルト（Co）、ニッケル（Ni）、マンガン（Mn）といった金属資源の消費が拡大し、使用済み電池の廃棄も増加しています。これらは、資源の確保と環境負荷の両面で深刻な課題となっており、使用済みLIBからの有価金属の回収と再利用が急務となっています。東北大学大学院工学研究科附属超臨界溶媒工学研究センターの渡邉賢教授と鄭慶新特任准教授、同研究科の姚学松大学院生らは、エネルギー効率が高く、薬品使用量を大幅に削減できる膜分離技術に着目し、使用済みLIB浸出液からリチウムを高選択的に回収する新...

キーワード：システム開発/水分子/マンガン/リチウムイオン電池/選択性/エネルギー効率/持続可能/持続可能な開発/膜分離/環境負荷低減/電池/コバルト/リサイクル/リチウム/化学工学/環境負荷/結晶化/資源循環/超臨界/二酸化炭素

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発表日：2025年11月5日

154

RNAがALS発症を抑える「防御役」として働く

－ALSなどの治療法の確立に期待－

筋萎縮性側索硬化症（ALS）などの神経変性疾患は、特定のタンパク質が異常に固まる（凝集する）ことにより引き起こされます。タンパク質の異常凝集は、液-液相分離（LLPS）と呼ばれるタンパク質が高濃度に集まった液体状態（液滴）を経由して生じることが提案されています。近年、細胞内に豊富に存在するRNAが、この液滴の形成や凝集を調節していることが報告されていましたが、どのような仕組みで制御しているのかは不明でした。今回、東北大学大学院薬学研究科の小倉泰成大学院生、松浦宇宙大学院生（研究当時）、田原進也助教、中林孝和教授らは、細胞内にある分子をそのまま観察できる...

キーワード：ラマン散乱/ラマンスペクトル/相分離/スペクトル/分子構造/ラマン/持続可能/持続可能な開発/マイクロ/運動神経/mRNA/筋萎縮/RNA/RNA結合タンパク質/アルツハイマー病/スプライシング/パーキンソン病/凝集体/細胞核/細胞死/神経細胞/神経細胞死/神経変性/神経変性疾患/創薬/筋萎縮性側索硬化症

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発表日：2025年11月4日

155

マウス神経細胞において抗うつ薬３種が異なる遺伝子発現を誘導することを発見

うつ病は世界的に深刻な精神疾患であり、その治療には選択的セロトニン再取り込み阻害薬（SSRI）がよく使用されます。しかし、ある抗うつ薬で十分な効果を得られなかった患者に対し、異なる抗うつ薬を投与すると治療効果が生じる場合があるなど、その機序には不明な点があります。東北大学大学院生命科学研究科の山本創大学院生（研究当時）、安部健太郎教授らは、SSRIに属する3種の抗うつ薬をそれぞれ投与した培養マウス神経細胞を用いて、遺伝子発現解析を実施しました。その結果、これら抗うつ薬は同じ作用原理で機能すると考えられているにも関わらず、異なる遺伝子発現変化を誘導することが明らかにされました。...

キーワード：高次元データ/ニューラルネットワーク/プロファイル/自己組織化マップ/低次元/自己組織/ニューラルネット/シナプス/マッピング/輸送体/遺伝子発現プロファイル/遺伝子発現解析/組織化/発現解析/神経伝達物質/セロトニン/マウス/神経細胞/脳機能/うつ/うつ病/遺伝子/遺伝子発現/精神疾患

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発表日：2025年11月4日

156

軽元素を含むCMOSイメージセンサー内部を非破壊で3次元可視化

―NanoTerasuの高輝度テンダーX線が拓くナノ構造解析の新展開―

CMOSイメージセンサー（CIS）は、スマートフォンやカメラ、自動運転技術、医療機器などに広く利用されている光電子変換デバイスです。その性能向上には微細な画素構造の解析が不可欠です。しかし、CIS内部にはシリコン（Si）やシリコン酸化物（SiO2）などの軽元素で構成された複雑な多層構造が存在し、従来の電子線を用いた手法では非破壊かつ高解像な三次元観察が困難でした。東北大学大学院工学研究科の大川成大学院生、佐々木雄平大学院生、国際放射光イノベーション・スマート研究センターの石黒志准教授、高橋幸生教授らの研究チームは、3GeV高輝度放射光施設「NanoTeras...

キーワード：自動運転/医療機器/コヒーレント/物質科学/X線回折/軽元素/軟X線/放射光/検出器/電子線/定量評価/走査型電子顕微鏡/CMOS/イメージセンサー/位相回復/半導体デバイス/持続可能/持続可能な開発/シリコン/センサー/ナノメートル/ナノ構造/酸化物/電子顕微鏡/半導体/分解能/層構造/空間分解能/computed tomography/CIS/スマートフォン

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発表日：2025年10月30日

157

κオピオイド受容体バイアスドシグナリングに関与する分子スイッチを同定

―複数の最先端技術を統合し、創薬戦略に資する構造情報を獲得―

学校法人関西医科大学（大阪府枚方市理事長・山下敏夫、学長・木梨達雄）医学部医化学講座　清水（小林）拓也教授、寿野良二准教授、名古屋工業大学生命・応用化学類　片山耕大准教授、神取秀樹特別教授、京都大学大学院薬学研究科・東北大学大学院薬学研究科井上飛鳥教授（京都大学/東北大学）、明治大学理工学研究科　光武亜代理准教授、筑波大学国際統合睡眠医科学研究機構　斉藤毅准教授、大阪大学蛋白質研究所　加藤貴之教授らの共同研究グループは、ヒトκオピオイド受容体のバイアスドシグナリング機構を従来より詳細に解析し、新たにシグナル選択性に関与するアミノ酸残基を同定しました。詳しい研究概要は次ページ以降の別添資料を...

キーワード：先端技術/環境変化/分子動力学シミュレーション/赤外分光/電子線/赤外分光法/エバネッセント波/赤外光/選択性/分子振動/持続可能/持続可能な開発/二次構造/3次元構造/シミュレーション/極低温/電子顕微鏡/動力学/分子動力学/クライオ電子顕微鏡/シグナリング/アミノ酸/リガンド/構造変化/受容体/創薬/副作用/分子設計/薬理学/立体構造/睡眠

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発表日：2025年10月30日

158

患者に優しい服薬モニタリングを可能に

― 高感度量子スピンセンサの医療応用と次世代技術への展開 ―

処方通りに薬を服用すること（服薬アドヒアランス）は、治療効果を引き出すうえで不可欠であり、残薬削減による医療費の節約にもつながります。その有効な手段として注目されているのが「デジタルメディスン」を活用した服薬モニタリングです。集積回路（IC）が内包されたこの錠剤を服用するとICが胃酸などと反応して小さな電気信号を発し、その信号を利用して服薬の有無が記録されます。従来は、この信号を受け取るためのパッチ型機器を皮膚に貼り付ける必要があり、皮膚トラブルといった患者の負担が課題でした。東北大学大学院工学研究科の窪田崇秀特任准教授、安藤康夫教授らの研究グループは、「デジタルメディスン」中のI...

キーワード：ウェアラブル/クラウド/量子スピン/磁場/持続可能/省エネ/持続可能な開発/スピン/スピントロニクス/モニタリング/集積回路/非接触/生体内/健康管理/医療費/アドヒアランス/スマートフォン/服薬アドヒアランス

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発表日：2025年10月29日

159

大規模火山噴火と夜光雲の関係についての世界初観測に成功

電気通信大学大学院情報理工学研究科情報・ネットワーク工学専攻博士前期課程2年の森山陽介氏、同専攻／宇宙・電磁環境研究センターの津田卓雄准教授と安藤芳晃准教授を中心とする、明治大学、国立極地研究所、東北大学、信州大学、総合地球環境学研究所らの共同研究グループは、トンガ沖海底火山噴火の影響で夜光雲 (中間圏の高度 80-85 km付近に発生する天然の雲)の活動が活発化したことを、日本の静止軌道衛星ひまわりの観測を中心とした総合解析によって発見しました。今回の研究成果は、1880年代から議論されてきた長年の謎である「火山噴火と夜光雲の関係」について、世界初の観測情報を提供するものです。...

キーワード：電気通信/極地/火山噴火/水蒸気/衛星/持続可能/持続可能な開発/地球環境

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発表日：2025年10月29日

160

ポータブル装置による世界最強110テスラ磁場発生とX線実験に成功

電気通信大学大学院情報理工学研究科基盤理工学専攻の池田暁彦准教授と理化学研究所放射光科学研究センターの久保田雄也研究員らを中心とした共同研究グループは、110テスラという極限強磁場下でX線自由電子レーザー実験に成功しました。本研究では、固体酸素が異方的に1％もの巨大な磁歪を示すことを観測し、その成果が国際的な物理学の学術誌Physical Review Letters に掲載され、注目論文（Editors' Suggestion）に選ばれました。...

キーワード：電気通信/X線自由電子レーザー/パルス/パルス磁場/強磁場/自由電子レーザー/超強磁場/X線回折/地磁気/放射光/磁場/固体酸/持続可能/持続可能な開発/電子状態/レーザー/金属材料/極限環境/機能性/結晶構造/イミン

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発表日：2025年10月27日

161

全固体リチウム硫黄電池の内部反応を高解像度で可視化する手法を確立

―高速充放電とサイクル安定性を阻害する因子を解明―

全固体リチウム硫黄電池（SolidStateLithiumSulfurBattery; SSLSB）は、硫黄の高い理論容量と固体電解質の安全性を活かした次世代の蓄電デバイスです。しかし高速充放電が難しく、充放電サイクルが不安定であることが実用化への障壁となっていました。これらの課題を解決するには、充放電反応が電池内部のどこでどのように進行し、何がそれを妨げているのかを明らかにする必要があります。東北大学多元物質科学研究所の木村勇太准教授、大野真之准教授らの研究グループは、大型放射光施...

キーワード：最適化/空間分布/物質科学/SPring-8/内部構造/放射光/放射光X線/持続可能/持続可能な開発/イオン輸送/固体電解質/電池/X線CT/マイクロ/リチウム/電解質/分解能/空間分解能/computed tomography/ナノテクノロジー/バイオテクノロジー

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発表日：2025年10月26日

162

爆発的天体は高エネルギー宇宙のエネルギー源なのか宇宙ニュートリノ多重事象に対する初めての可視光追観測

宇宙を飛び交う極めて高エネルギーの陽子や電子、ニュートリノといった粒子の起源は天文学・宇宙物理学の長年の未解決問題です。こうした高エネルギー粒子の供給源として、超新星爆発（注4）や超巨大ブラックホールによる潮汐破壊現象（注5）などの「爆発的天体」が有力視されています。しかし、爆発的天体がエネルギー供給源であるという仮説はこれまで十分に検証されていませんでした。東北大学大学院理学研究科敏蔭星治大学院生、学際科学フロンティア研究所木村成生准教授、...

キーワード：光検出器/高エネルギー/高エネルギー粒子/陽子/素粒子/ニュートリノ/ブラックホール/宇宙物理学/巨大ブラックホール/検出器/新星/超巨大ブラックホール/超新星/超新星爆発/天文学/望遠鏡/可視光

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発表日：2025年10月23日

163

加熱下の固体電解質で光駆動の電圧発生

―酸素の出し入れを伴う高温光起電力の仕組みを解明―

近年、再生可能エネルギーの有効利用に向けて、光を使って化学反応や発電を行う光電気化学デバイスが注目されています。従来の光電気化学デバイスは室温付近での利用に限られ、高温での研究はまだ数少なく、未解明な点が多く残されていました。東北大学大学院環境科学研究科の川田達也教授、倉田真樹大学院生（在籍当時）、山口実奈助教らの研究グループは、固体電解質として知られるガドリニウム添加セリア（CGO）と白金の界面に紫外線を照射し、300-400ºCの高温環境で電圧が発生することを明らかにしました。紫外線照射によりCGOに酸素...

キーワード：再生可能エネルギー/ガドリニウム/太陽/光起電力/光電気化学/キャリア/バンドギャップ/持続可能/高温環境/紫外線/持続可能な開発/発光ダイオード（LED）/固体電解質/太陽電池/電気伝導/電池/酸化物/電解質/電気化学

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発表日：2025年10月23日

164

酸化亜鉛における電界制御三重量子ドット形成と量子セルオートマトン効果を観測

─量子コンピュータ開発に向けた新材料量子ビットシステムの構成や情報処理応用に期待─

酸化亜鉛はその良好なスピン量子コヒーレンスや強い電子相関（注4）から、量子ビット（注5）を含めた量子デバイスへの応用が期待されています。これまで、酸化亜鉛において電界制御の単一量子ドットの形成等が確認されていましたが、量子コンピュータ（注6）等への応用に際しては、量子ドットの数を増やすことが課題とされてきました。東...

キーワード：電気通信/オートマトン/コヒーレンス/セルオートマトン/電子相関/閉じ込め/量子コヒーレンス/量子コンピュータ/電子移動/量子ビット/材料科学/走査型電子顕微鏡/ZnO/酸化亜鉛/酸化物半導体/自己形成/量子デバイス/量子閉じ込め/持続可能/持続可能な開発/量子ドット/電子状態/スピン/スピントロニクス/センサー/酸化物/電子顕微鏡/半導体/トマト

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発表日：2025年10月23日

165

核医学検査における医療スタッフの被ばく要因を特定

－リアルタイム線量評価による行動解析で安全対策を強化－

核医学検査では、放射性医薬品を用いるため、医療スタッフが被ばくするリスクが高いことが知られています。しかし、従来の受動型線量計は累積値しか記録できず、「いつ」「どの動作」で線量が上昇したのかを特定することは困難でした。東北大学大学院医学系研究科放射線検査学分野の藤沢昌輝大学院生、千田浩一教授（災害放射線医学分野）らの研究グループは、半導体式リアルタイム線量計を用い、核医学技師の頭部および頸部に線量計を装着して、1秒ごとに線量を記録し時系列解析を行いました。その結果、心筋血流シンチグラフィ検査において、右頸...

キーワード：ワークフロー/最適化/時系列解析/時間分解/時間分解能/電子線/持続可能/持続可能な開発/レイアウト/半導体/分解能/血流/行動解析/核医学/心筋/虚血性心疾患/虚血/心電図/放射線

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発表日：2025年10月21日

166

植物由来の薬剤で岩盤改良・地熱エネルギーを引き出す

―地下の花崗岩に"水のみち"を形成し、持続可能な発電を後押し―

地熱発電は化石燃料を燃やさず、二酸化炭素の排出が非常に少ない再生可能エネルギーです。特に、深さ2～5 kmにある中温の花崗岩層（150～200℃）は世界中に広く分布しており、未利用資源として注目されています。しかし、こうした岩盤は、発電に必要な水の通り道（透水性の高い割れ目）が少ないため発電利用が難しいとされてきました。東北大学大学院環境科学研究科のLena Muhl 研究生（研究当時）、Luis Salalá特任助教、Eko Pramudyo特任助教、Jiajie Wang助教、渡邉則昭教授は、GFZ（ドイツ地球科学研究センター）およびダルムシュタット工科大学との国際共同研究によ...

キーワード：地球科学/再生可能エネルギー/水溶液/花崗岩/多座配位子/金属錯体/生分解/持続可能/持続可能な開発/X線CT/環境負荷/金属イオン/二酸化炭素/生分解性/透水性/グルタミン酸/配位子

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発表日：2025年10月21日

167

【TOHOKU University Researcher in Focus】Vol.030 人間科学を材料工学に生かしたフレキシブルディスプレイの探究

本学の注目すべき研究者のこれまでの研究活動や最新の情報を紹介します。

東北大学大学院工学研究科　藤掛英夫ディスティングイッシュトプロフェッサー液晶ディスプレイが開発されたのは、かれこれ60年ほど前のことです。アメリカの電機メーカーによってでした。まだ、コントラストが低くて白黒が明瞭でない性能でしたが、壁掛けテレビの実現につながるブレークスルーでした。しかし実際に壁掛けも可能なフラットなテレビが開発されるまでにはそれから30年あまりの月日を要しました。テレビ受信用アンテナとしておなじみの八木・宇田アンテナの伝統を継ぐ東北大学の研究室で無線アンテナの研究に手を染めた藤掛さんは、修士課程を修了後、1985年にNHKに就職。3年間の地方放送局の勤...

キーワード：ハードウェア/アンテナ/ユビキタス/視認性/情報量/トラスト/タブレット/タブレット端末/望遠鏡/ゲル化/ディスプレイ/フィルム/液晶/高分子/フレキシブル/レンズ/光散乱/有機EL/有機材料/発光ダイオード（LED）/プラスチック/フレキシブルデバイス/ロボット/有機物/機能性/寿命/ラット

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発表日：2025年10月20日

168

電子スピンのトルクを2重にして磁壁移動を実現次世代スピントロニクスメモリの省エネルギー・高速動作に道

磁石の中に形成される磁区を情報担体とするスピントロニクス素子は、次世代エレクトロニクスを担うテクノロジーとして期待されています。素子の動作には磁壁を電流で移動させる必要があり、小さな電流で高速に磁壁を移動させる材料や技術が切望されていました。東北大学大学院工学研究科の増田啓人大学院生（研究当時）、同大学金属材料研究所の山崎匠助教、高梨弘毅教授（研究当時、現：日本原子力研究開発機構）、関剛斎教授らは、2層のCoをIr中間層で反強磁性結合させてPt層で挟んだPt / Co / Ir / Co / Pt積層構造で、磁壁の移動について実験と計算の両面から調べま...

キーワード：電気通信/トラスト/パルス/対称性/反強磁性/反強磁性体/非対称性/磁場/磁気モーメント/磁性体/イリジウム/メモリ/強磁性/持続可能/省エネ/持続可能な開発/強磁性体/コバルト/スピン/スピントロニクス/トルク/金属材料/原子力/省エネルギー/積層構造/層構造

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発表日：2025年10月20日

169

セラミックス粒界における高速原子拡散の直接観察に成功

―セラミックスの焼結メカニズムの解明と新たな粒界設計指針の構築―

東京大学大学院工学系研究科附属総合研究機構の幾原雄一東京大学特別教授（兼：東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）教授）、柴田直哉教授、石川亮特任准教授、二塚俊洋特任研究員らのグループは、名古屋大学の松永克志教授、横井達矢准教授と共同で、原子分解能電子顕微鏡法と理論計算（シミュレーション、注2）により、原子が結晶粒界に沿って高速拡散（注4）する機構を明らかにしました。セラミックスの多結晶体に極微量の添加元素を導入すると、さまざまな材料物性の性能を向上させることができます。これまでに、結晶粒界が添加元素の高速拡散経路であることは知られていましたが、原子レベルでの...

キーワード：ニューラルネットワーク/機械学習/結晶格子/拡散過程/時間分解/多結晶/多結晶体/電子線/材料科学/原子分解能/原子分解能電子顕微鏡/走査透過型電子顕微鏡/持続可能/材料特性/持続可能な開発/STEM/イオン伝導/原子構造/原子配列/アルミニウム/シミュレーション/ニューラルネット/結晶粒界/電子顕微鏡/電子顕微鏡法/動力学/分解能/分子動力学/量子力学/空間分解能/分子動力学計算

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発表日：2025年10月18日

170

神経変性疾患に関わる新たな相分離制御因子を発見

― ALSの病態解明や治療法開発に希望 ―

近年、筋萎縮性側索硬化症(ALS) では、生物学的相分離（以下、「相分離」という。）※1の制御異常が病態に関わることが示唆されていますが、その相分離制御の仕組みには未解明の点が多く残されています。奈良県立医科大学の森英一朗准教授（未来基礎医学）、杉江和馬教授（脳神経内科学）、徳島大学の齋尾智英教授、東北大学の青木正志教授らの共同研究チームは、転写因子に広く見られるジンクフィンガードメイン(ZnF)※2が、ALS病態に関わる相分離の調節因子として機能することを明らかにしました。今回の研究成果は、ALSをはじめとする神経変性疾患の病態解明、治療法開発に...

キーワード：DNA結合/弱い相互作用/相分離/高分子/RNA顆粒/オルガネラ/持続可能/持続可能な開発/ポリマー/核小体/システイン/ジンクフィンガー/神経内科学/筋萎縮/病態解明/RNA/RNA結合タンパク質/凝集体/神経変性/神経変性疾患/生体高分子/転写因子/立体構造/遺伝子/遺伝子発現/筋萎縮性側索硬化症

他の関係分野：複合領域化学生物学工学総合生物農学医歯薬学

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発表日：2025年10月16日

171

能登地震、地下の「古マグマ」の破壊が引き金に 3年間継続した群発地震が大地震につながった要因を解明

能登半島では、2020年12月頃から活発な群発地震が続いていましたが、2024年元日にマグニチュード7.6の能登半島地震が発生しました。なぜこのような複雑な地震活動が起きたのか、なぜ群発地震が大地震につながったのか、その要因はこれまで不明でした。東北大学大学院理学研究科の髙木涼太准教授らの研究チームは、高密度な臨時地震観測に基づく高解像度の地下構造探査により、能登半島地震の震源域の地下に、周囲に比べて地震波速度が異常に速い領域（高速度体）が存在することを発見しました。3年前から継続していた群発地震はこの高速度体を避けるように発生したのに対し、能登半島地震の主要な断層破壊はその中で発...

キーワード：地下構造/アスペリティ/マグマ/火山活動/地震活動/地震計/地震波/地震波速度/日本列島/噴火予知/持続可能/持続可能な開発/大地震/地震観測/透水性

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発表日：2025年10月15日

172

青色顔料の改良でCO₂からCOへの変換性能を従来比で約4倍に向上

─温暖化ガスを有効な化学原料に変える技術の社会実装へ─

近年、気候変動対策として温室効果のあるCO2を回収し、COなどの有用な化学原料に変換する技術が注目されています。東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の刘騰義（Tengyi Liu）特任助教と藪浩教授（主任研究者、同研究所水素科学GXオープンイノベーションセンター副センター長）、李昊（Hao Li）教授（主任研究者）らの研究グループは、東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センター（SRIS）の小野新平教授と吉田純也准教授、北海道大学電子科学研究所の松尾保孝教授、および東北大発スタートアップ企業AZUL Energy株式会社（仙台市、伊藤晃寿社...

キーワード：温室効果/気候変動/放射光/材料科学/ナノサイエンス/フタロシアニン/持続可能/持続可能な開発/電池/燃料電池/コバルト/二酸化炭素/二酸化炭素/温暖化/ナノテクノロジー

他の関係分野：工学農学医歯薬学

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発表日：2025年10月14日

173

銀ナノクラスターにおける「1原子の違い」で室温発光効率が77倍向上高効率発光材料の開発に道

銀ナノクラスター（Ag NC）は原子レベルで構造が決定されたナノ物質であり、量子化された電子状態に起因する独自の光学特性を示します。特に発光特性（フォトルミネッセンス、PL）は、センサーや光デバイス応用への展開が期待されますが、室温での発光効率が低いことが大きな課題となっていました。東北大学多元物質科学研究所の根岸雄一教授、Biswas Sourav 助教、自然科学研究機構計算科学研究センター／総合研究大学院大学の江原正博教授、東京理科大学理学部第一部の湯浅順平教授らの研究グループは、アニオン鋳型合成法（注４）を用いて、原子数78と79の2種類の高核...

キーワード：対称性/物質科学/揺らぎ/量子化/励起状態/アニオン/ナノクラスター/ナノ物質/光デバイス/光励起/発光材料/持続可能/持続可能な開発/電子状態/光学特性/センサー/機構総合/リガンド

他の関係分野：化学総合理工工学医歯薬学

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発表日：2025年10月14日

174

カーボンニュートラル燃料を活用したオンデマンドバスの実証運行を実施します

産官学連携による取り組みで、環境に配慮した次世代モビリティ研究開発を加速させます

東北大学並びにWILLER株式会社は、仙台市×東北大学スマートフロンティア協議会が実施する自動運転実証事業「青葉山グリーン回遊プロジェクト」と連携し、2025年11月8日から11月16日までカーボンニュートラル燃料を使用した実証実験を行います。東北大学片平キャンパス－星陵キャンパス間では、内閣府のSIP（戦略的イノベーション創造プログラム）第3期課題「スマートエネルギーマネジメントシステムの構築」に採択されたプロジェクト「カーボンニュートラルモビリティシステム」（研究開発責任者：東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）安東弘泰教授）をWILLER株式会社および株式会社IHI...

キーワード：自動運転/マネジメントシステム/再生可能エネルギー/数理科学/太陽/太陽光/材料科学/カーボンニュートラル/持続可能/マネジメント/公共交通/持続可能な開発/太陽光発電/カーボン/エタノール/メタン/モビリティ/実証実験/二酸化炭素/バイオエタノール

他の関係分野：情報学複合領域環境学総合理工工学農学

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発表日：2025年10月13日

175

バイオマス灰を利用したCO₂固定・肥料製造プロセス

―再エネ副産物を活かし、農林業とカーボンニュートラルをつなぐ―

生物資源を燃料とするバイオマス発電における木質バイオマスの利用は年々拡大し、それに伴い燃焼副産物であるバイオマス灰の排出量も急増しています。木質バイオマス灰にはカリウムやカルシウムなどの有用元素が含まれる一方で、環境や人体に悪影響を及ぼす重金属も共存するため安全かつ効率的な利用が困難でした。その結果、バイオマス発電の経済的・環境的な優位性が損なわれる要因となっていました。東北大学大学院環境科学研究科の王佳婕（Jiajie Wang）助教、渡邉則昭教授、八戸工業高等専門学校の土屋範芳校長（東北大学名誉教授）らによる研究グループは、植物由来で生分解性のキレート剤とCO2...

キーワード：温室効果ガス/海洋/重金属/水溶液/温室効果/多座配位子/金属錯体/樹脂/生分解/カーボンニュートラル/持続可能/持続可能な開発/環境負荷低減/カーボン/カリウム/環境負荷/金属イオン/資源循環/炭酸カルシウム/二酸化炭素/二酸化炭素/CO2固定/生分解性/バイオマス/木質バイオマス/生物資源/カルシウム/官能基/配位子

他の関係分野：環境学化学工学総合生物農学医歯薬学

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発表日：2025年10月9日

176

細胞膜の電気的応答に方向依存性（異方性）を発見

－イオンチャネル制御や再生医療技術開発など幅広い応用へ期待－

慶應義塾大学理工学部の山本詠士准教授、東北大学電気通信研究所の陰山弘典大学院生（大学院医工学研究科）および平野愛弓教授（材料科学高等研究所 (WPI-AIMR) ・大学院医工学研究科兼務）らの共同研究グループは、分子動力学シミュレーションと人工細胞膜実験を組み合わせることで、生体膜に対する電場作用の新しい側面を解明しました。従来広く研究されてきた膜垂直方向の電場とは異なり、膜水平方向の電場が脂質二重膜の構造を顕著に変化させることを明らかにしました。生体膜は細胞内外を仕切る単なるバリアではなく、イオンチャネルや受容体など多様な膜タンパク質の機能を支える能動的なプラットフォームです。そ...

キーワード：電気通信/分子動力学シミュレーション/異方性/材料科学/バイオエレクトロニクス/持続可能/持続可能な開発/シミュレーション/動力学/分子動力学/膜構造/機能制御/医工学/人工細胞/生体内/細胞膜/脂質二重膜/電気刺激/イオンチャネル/ラット/構造変化/再生医療/受容体/上皮細胞/生体膜/創薬/相互作用解析/膜タンパク質/コレステロール/脂質

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発表日：2025年10月8日

177

電子の「自転」と「公転」がもつれ合う姿を可視化

―物性起源の解明から量子材料設計へ―

東京大学大学院新領域創成科学研究科の鬼頭俊介助教、有馬孝尚教授（兼：理化学研究所創発物性科学研究センターセンター長）、高輝度光科学研究センターの中村唯我研究員、近畿大学理工学部の杉本邦久教授、東北大学金属材料研究所の野村悠祐教授らの研究グループは、東京大学大学院工学系研究科、同大学大学院理学系研究科、理化学研究所との共同で、ランタノイド元素周りに存在する「4f電子」の空間的な広がりを世界で初めて直接観測しました。本研究グループは、大型放射光施設SPring-8（BL02B1ビームライン）でのX線回折実験（注4）と、独自に開発した「コア差フーリエ合成（cor...

キーワード：空間分布/強い相互作用/原子核/量子コンピュータ/SPring-8/X線回折/希土類元素/放射光/放射光X線/持続可能/持続可能な開発/希土類/材料設計/電子状態/スピン/レアアース/金属材料/数値解析/結晶構造/ナノテクノロジー/バイオテクノロジー/ランタノイド

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発表日：2025年10月7日

178

水の電気分解に使われる酸化物電極触媒表面の自発的な構造変化を放射光で観察

不安定な太陽光発電や風力発電で得られる再生可能エネルギーを安定的に活用するため、水を電気分解して水素ガスの形でエネルギーを貯蔵する、いわゆるグリーン水素の技術がCO2排出削減に有効です。そのため、高効率に水の電気分解を起こす電極触媒が広く研究されています。東北大学大学院理学研究科の若林裕助教授を中心とした研究グループは、神戸大学大学院工学研究科の宮崎晃平教授らと共同で、水の電気分解が生じる電極と電解液の界面の原子配置が、時間とともに変化していく様子を、放射光を用いた界面構造解析で明らかにしました。貴金属を含まない代表的な酸化物電極触媒材料であるペロ...

キーワード：再生可能エネルギー/コバルト酸化物/放射光/太陽/太陽光/電気分解/電極触媒/貴金属/ペロブスカイト/電解液/持続可能/持続可能な開発/太陽光発電/界面構造/コバルト/固液界面/酸化物/電気化学/二酸化炭素/風力発電/物質移動/表面構造/水素ガス/構造変化

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発表日：2025年10月7日

179

英単語の練習、脳科学で最適なタイミングを探る

―記憶定着は対話「前」、意思疎通の促進なら対話「後」の練習が効果的―

英語の授業でコミュニケーション活動を行う際、活動で使う英単語の練習は、活動の「前」と「後」のどちらで行うべきか。この教育現場における長年の問いに、脳科学が新たな光を当てました。事前の単語学習はコミュニケーションの準備になりますが、英単語を思い出すためだけの単なる機械的な反復作業に陥る懸念もあります。一方、事後の練習は活動で使った単語の定着を促進できる可能性があります。早稲田大学国際学術院の鈴木祐一（すずきゆういち）准教授、富山大学の野澤孝之（のざわたかゆき）教授、東北大学の内原卓海（うちはらたくみ）准教授（ディスティングイッシュトアソシエイトプロフェッサー）、玉川大学の中村幸...

キーワード：インタラクション/タスク/学習効果/脳活動/近赤外/赤外線/赤外分光/赤外分光法/赤外光/近赤外分光法/脳科学/fNIRS/イミン/近赤外光/血液/コミュニケーション

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発表日：2025年10月6日

180

スピンの集団運動で熱の流れを操る新しい手法を実証

～磁性体による革新的な熱輸送制御技術へ一歩前進～

NIMSは、東京大学、産業技術総合研究所、大阪大学、東北大学との共同研究により、磁性体中のスピンの集団運動の準粒子「マグノン」の輸送を制御する新しい手法を提案し、強磁性金属中でマグノンが従来考えられていた以上に熱伝導に大きく寄与することを実証しました。磁性体を利用した新たな熱伝導制御原理の創出や技術の開発につながることが期待されます。この研究成果は、2025年10月1日にAdvanced Functional Materials誌に掲載されました。...

キーワード：マグノン/集団運動/準粒子/放射光/強磁性金属/磁性体/界面熱抵抗/強磁性/絶縁体/持続可能/持続可能な開発/スピン/熱伝導/熱伝導率/熱輸送

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発表日：2025年10月5日

181

新半導体材料GeSnの量子井戸構造における量子・スピン物性を解明 GeSnが切り拓く量子技術とスピントロニクスの未来

世界中で増え続けるデータを支えるには、従来のシリコン半導体だけでは限界が見えてきています。その次世代を担う有力候補として研究者の注目を集めているのがゲルマニウム・スズです。東北大学大学院工学研究科の好田誠教授は、ドイツ・ユーリッヒ研究センターおよびカナダ・エコールポリテクニック・モントリオールとの国際共同研究により、GeSnの量子井戸構造におけるスピン（注5）量子物性を世界で初めて明らかにしました。本研究では、従来のシリコンやゲルマニウムでは得ることが困難であった低有効質量や大きなg因子、さらには強いスピン軌道相互作...

キーワード：コンピューティング/情報通信/スピン軌道相互作用/相対論的効果/有効質量/量子コンピュータ/磁場/量子ビット/CMOS/トランジスタ/光デバイス/半導体材料/量子井戸構造/持続可能/持続可能な開発/半導体産業/量子コンピューティング/ゲルマニウム/熱電変換/シリコン/スピン/スピントロニクス/低消費電力/半導体/量子井戸/結晶構造

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発表日：2025年10月2日

182

最適輸送が組み込まれた「生成拡散モデル」の学習則の解明

－計算資源の限られた環境における高性能な生成モデルの活用にも期待－

東京科学大学（Science Tokyo）理学院物理学系の蒲健太郎大学院生と大関真之教授、東北大学情報科学研究科の清水怜央大学院生（当時）と杉山友規特任准教授の研究チームは、最適輸送（用語1）の理論を取り入れた生成拡散モデル（用語2）の学習則を単純化し、学習の効率化に成功しました。生成拡散モデルは、生成AI（用語3）の一種であり、多くの画像生成AIサービスの基盤となる技術です。近年、その性能向上のために、最適輸送の手法である「シュレーディンガー橋（用語4）」を組み込んだモデルが注目されていますが、複雑な数理構造ゆえに学習則の直感的な理解が困難でした。本研究では、生成...

キーワード：生成モデル/ニューラルネットワーク/人工知能（AI）/拡散過程/ノイズ/数値計算/持続可能/持続可能な開発/ニューラルネット

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発表日：2025年10月2日

183

酸素の吸着で磁石の変遷を観る酸素の電子スピンを利用した分子デバイスへの応用に筋道

酸素は、磁石の起源となる電子スピンを持つ最小の分子単位の一つです。もし酸素のスピンを磁石のON／OFFスイッチとして自在に利用できれば、酸素を選択的に検知・制御する新たな分子デバイスの開発につながります。東北大学金属材料研究所の高坂亘准教授と宮坂等教授の研究グループは、酸素の吸脱着によって磁気相を切り替えられる磁石を報告してきました（参考文献1）。しかし、酸素の吸着が進む過程で磁気相がどのように変化していくのかは未解明でした。今回、本研究グループと大阪大学大学院基礎工学研究科北河康隆教授およ...

キーワード：磁気秩序/反強磁性/ルテニウム錯体/分子デバイス/磁性体/強磁性/持続可能/持続可能な開発/酸素センサー/スピン/センサー/金属材料/相変化/二酸化炭素/ルテニウム/誘導体

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発表日：2025年10月1日

184

「タムラ製作所×東北大学先端パワーエレクトロニクス共創研究所」を設置

株式会社タムラ製作所（本社：東京都練馬区、代表取締役社長：中村充孝、以下、「タムラ」）と国立大学東北大学（所在地：宮城県仙台市、総長：冨永悌二、以下、「東北大学」）は、パワーエレクトロニクス市場において新たな価値を創造する素材、材料、デバイス、モジュールの研究開発を推進することを目的に、東北大学の産学連携先端材料研究開発センター（英語名称「Material Solution Center」、以下「MaSC」）内に、「タムラ製作所×東北大学　先端パワーエレクトロニクス共創研究所」を設置しました。東北大学では、ワイドバンドギャップ（以下、「WBG」）半導体パワーモジュール、...

キーワード：電気通信/コンポーネント/産学連携/物質科学/高周波/バンドギャップ/磁性材料/パワーエレクトロニクス/金属材料/半導体

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発表日：2025年10月1日

185

火山灰がもたらす栄養、風と海流に運ばれ遠くの海へ西之島噴火と小笠原・聟島の植物プランクトン急増の関係

火山灰は鉄などの栄養物質を含んでおり、これが海に供給されると植物プランクトンの成長を促す可能性があります。東北大学、名古屋大学、明治大学らの研究グループは、2020年6～7月に活発化した小笠原諸島・西之島の噴火が、約130 km離れた小笠原諸島・聟島周辺における植物プランクトンの増加に寄与した可能性を示しました。衛星データ（Aqua/MODIS・ひまわり8号）の時系列解析と、海流に基づく粒子追跡シミュレーションを組み合わせた結果、噴火で放出された火山灰が海流で北東側へ運ばれ、約6日後に聟島周辺へ到達したことが示唆されました。さらに、衛星クロロフィルa濃度（注...

キーワード：時系列解析/海洋/火山灰/衛星/クロロフィル/可視光/地球環境/システム工学/シミュレーション/人工衛星/生態系/プランクトン/衛星データ/海洋生態/海洋生態系/植物プランクトン/粒子追跡

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発表日：2025年10月1日

186

単純な酸化処理で層状クロム酸化物薄膜の電気抵抗が20万分の1に！

ー次世代メモリデバイス開発への新たな一歩ー

遷移金属酸化物には結晶構造や化学組成の違いによって性質が大きく変わる材料が多く存在します。なかでも、酸素の出入り（脱挿入）によって電気抵抗率が大きく変化する材料は、次世代メモリーや高感度センサーなどへの応用が期待されています。東京都立大学大学院理学研究科の岡大地准教授、大阪大学大学院基礎工学研究科のZhaochen Maさん（大学院生）、東北大学大学院理学研究科の福村知昭教授（東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）兼務）、同大学多元物質科学研究所の組頭広志教授（高エネルギー加速器研究機構（KEK）兼務）らの研究グループは、単純な酸化処理によって室温での電気抵抗率が約20万分...

キーワード：高エネルギー/遷移金属酸化物/物質科学/加速器/化学組成/材料科学/クロム/遷移金属/メモリ/持続可能/持続可能な開発/材料設計/酸化物薄膜/電気抵抗/電子状態/センサー/金属酸化物/酸化物/結晶構造

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発表日：2025年9月29日

187

地層圧縮で発生する「巨大なしわ」が地殻強度高めることを実験で実証

─地殻強度の定量化や地震リスク評価の有用な指標に─

フランス菓子ミルフィーユのような層状構造をもつ地層では、圧縮を受けると褶曲（しゅうきょく）と呼ばれるしわが形成されます。中でも局所的に折れ曲がる、キンクと呼ばれる構造が現れることがあります（図1）。近年、材料科学の分野では、層状構造を持つ材料が変形する過程で、キンク強化（注4）と呼ばれる現象が生じることが報告されています。これは、キンクが形成されることで材料の強度が上昇する現象です。しかしながら、地質学の分野ではこれまでキンクの形成と強度に関して一貫した知見は得られておらず、キンクが形成されると地殻の強度は低下するという逆の考え方もありました。東北大学大学院理...

キーワード：オープンアクセス/地球科学/幾何学/火山活動/大陸地殻/地質学/材料科学/地震リスク/リスク評価

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発表日：2025年9月29日

188

三次元磁気スキルミオンひもの非相反性を観測

～省エネ・創エネデバイス実現への新発見～

ナノメートルスケールにおいて極めて高い安定性を持つと期待されるトポロジカル磁気構造の応用へ向けた研究が進められています。特に近年、二次元的（2D）トポロジカル磁気構造の一種である磁気スキルミオンを膜面直方向に拡張したひものような三次元的（3D）トポロジカル磁気構造が高い安定性や非線形的な励起が期待できることから注目を集めています。しかしながら、そのような三次元的な構造に特有の電流誘起ダイナミクスは、これまで明らかにされていませんでした。今回、独マインツ大学ヨハネスグーテンベルグ校及び東北大学からなる研究チームは、3D磁気スキルミオンひも（図1）の電流誘起ダイナミクスが印加する電流の...

キーワード：電気通信/プロファイル/磁気構造/反強磁性/非線形/スキルミオン/トポロジカル/強磁性/持続可能/省エネ/持続可能な開発/ダイナミクス/ナノスケール/ナノメートル/多層膜/半導体/エネルギー変換/スキル

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発表日：2025年9月25日

189

熱帯雨林の光環境と生物起源ガスの関係

―森林火災が気候に影響する「ホットスポット」を生む可能性―

国立環境研究所、東北大学などの研究チームは、東南アジア熱帯雨林の樹木10種を調査し、かく乱を受けた林縁部に生育する植物が、気候に影響するガス「イソプレン」を放出することを明らかにしました。さらに、森林火災がこうした植物に適した「明るい」環境を作り出すことで、焼け跡から森林が回復する過程でイソプレンが増加する可能性を示しました。一方、「暗い」林内で優占する代表的な樹種からは、イソプレンの放出はほとんど見られませんでした。この結果は、東南アジア熱帯雨林のイソプレン放出量がなぜアマゾンなど他の熱帯雨林より低いのか、という謎を解く手がかりとなります。本研究の成果は、2025年9月...

キーワード：対流圏/温室効果ガス/環境影響/揮発性有機化合物/地球温暖化/ホットスポット/温室効果/光合成/光環境/持続可能/持続可能な開発/オゾン/メタン/長寿命化/森林火災/熱帯雨林/温暖化/寿命/大気汚染

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発表日：2025年9月25日

190

磁場を味方にするウラン超伝導の機構を解明

―自らを柔軟に変化させ、耐えられる磁場の限界を2倍に―

超伝導はある温度以下で物質の電気抵抗がゼロになる現象です。この時、超伝導体（物質）では２つの電子が1組の電子対となり、自ら持つスピン（磁力の最小単位）を打ち消しあっています。このため、磁場は超伝導と相性が悪く、超伝導を抑制する外的要因としてのみ取り扱われてきました。応用上においても、磁場に強い超伝導状態をどのように作り出すかは、重要な課題となっています。一方、近年ウラン化合物で発見された「スピン三重項超伝導」は、従来の超伝導状態とは電子スピンの状態が異なるため、本質的に磁場に強く、高い磁場の中でも超伝導状態を保つことが知られていました。今回、原子力機構が開発したスピン三重項超伝導体...

キーワード：高磁場/超伝導体/加速器/磁場/超伝導/強相関/持続可能/持続可能な開発/単結晶/電気抵抗/アクチノイド/ウラン/スピン/金属材料/原子力/MRI

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発表日：2025年9月25日

191

AI時代を支える新磁性体、二酸化ルテニウム薄膜の「交代磁性」を実証

～AI・データセンター向け高速・高密度メモリ開発に期待～

NIMSは東京大学、京都工芸繊維大学、東北大学と共同で、二酸化ルテニウム（RuO₂）薄膜が第三の磁性体である交代磁性を示すことを実証しました。「第三の磁性体」は、強磁性体を用いたメモリの問題点を解決し得るものであり、高速・高密度な次世代メモリ素子として応用が期待されています。本研究により、RuO₂がその有力候補であることに加え、結晶配向制御による機能向上の可能性も示されました。研究成果は2025年9月24日付で『Nature Communications』に掲載されました。■従来の課題　二酸化ルテニウム（RuO2）は、「第三の磁性」である交代磁性...

キーワード：最適化/人工知能（AI）/磁気秩序/磁気抵抗/反強磁性/反強磁性体/磁場/配向制御/磁性体/メモリ/メモリ素子/強磁性/微細化/持続可能/省エネ/持続可能な開発/強磁性体/電気抵抗/電子構造/電子状態/スピン/金属材料/省エネルギー/第一原理/第一原理計算/結晶構造/ルテニウム

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発表日：2025年9月24日

192

量子もつれ光子ルーターを開発し伝送経路の切り替えを実証

─量子情報ネットワークへの応用に期待─

近年、量子コンピューターや量子暗号通信などの次世代情報技術の研究が活発化しています。これらを実現するためには、量子情報デバイス間をつなぐ量子ネットワークを構築し、光の量子である単一光子や量子もつれ光子の伝送経路を自在に切り替えるルーティング技術が求められます。東北大学大学院理学研究科の金田文寛教授とPengfei Wang大学院生、国立研究開発法人情報通信研究機構（NICT(エヌアイシーティー)）未来ICT研究所神戸フロンティア研究センター超伝導ICT研究室の藪野正裕主任研究員らの研究グループは、量子情報を担う量子ビットとして直接利用できる単一光子の偏光状態や量子もつれ状態を、低損...

キーワード：ルーティング/情報ネットワーク/情報通信/量子コンピュータ/量子もつれ/量子暗号/量子情報/量子情報処理/干渉計/超伝導/量子ビット/メモリ/単一光子/量子デバイス/持続可能/持続可能な開発/光学素子/ICT

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発表日：2025年9月17日

193

イオン防災環境都市創生共同研究部門第１期の成果について

イオンモール株式会社（代表取締役社長：大野惠司）、公益財団法人イオン環境財団（理事長：岡田元也イオン株式会社取締役兼代表執行役会長）、国立大学法人東北大学災害科学国際研究所（所長：栗山進一）の三者は、２０２１年に「産学連携協力」に関する協定を締結、以来、安全で安心できるレジリエント・コミュニティーの創生を目指し、「イオン防災環境都市創生共同研究部門」を東北大学災害科学国際研究所内に設置、「防災・減災」「杜のデザイン」「感染症対策」の３つの項目を中心に、地域の皆さまにも参画いただくワークショップなどを実施してきました。今般、３課題に関する第１期の成果を発表するとともに、第２...

キーワード：環境変化/ボランティア/ワークショップ/産学連携/自然災害/地震計/マンション/安全・安心/持続可能/持続可能な開発/避難計画/防災・減災/環境保全/生態系/感染症対策/新型コロナウイルス/ウイルス/コミュニティ/レジリエント/感染症

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発表日：2025年9月17日

194

コヒーレントX線により金属材料内部のナノ構造変化を「動画」で観察

─高性能材料開発に繋がる新手法─

マグネシウム合金は、実用金属の中で最も軽量かつ高強度であるため、自動車や家電製品、航空機などの構造材料として強く期待されています。東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センターの高澤駿太郎助教（理化学研究所放射光科学研究センターイメージングシステム開発チーム客員研究員）と高橋幸生教授（理化学研究所放射光科学研究センターイメージングシステム開発チームチームリーダー）らは、二宮翔助教、星野大樹准教授、西堀麻衣子教授、理化学研究所放射光科学研究センター放射光機器開発チームの初井宇記チームリーダー、北陸先端科学技術大学院大学共創インテリジェンス研究領域のダムヒョ...

キーワード：インテリジェンス/フレームワーク/システム開発/コヒーレント/物質科学/X線回折/放射光/ケイ素/高分子/定量評価/レンズ/持続可能/持続可能な開発/マグネシウム合金/電池/その場観察/ナノメートル/ナノ構造/マイクロ/マグネシウム/金属材料/航空機/高分子材料/自動車/析出物/構造変化

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発表日：2025年9月16日

195

固体電解質の従来の２大焼結法で特性に差異がでないことを確認

─電気自動車などに用いる全固体電池の早期実用化に道─

全固体電池は火災や発火の危険性が少なく、安全性や寿命などの点で優れていることから、次世代電池として大きな期待が寄せられています。全固体電池の重要な構成要素である固体電解質の作製手法としては、代表的な手法にHPとSPSがありますが、これまではSPSが特に優れていると考えられてきました。今回、東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の程建鋒准教授らの研究チームは、固体電解質材料であるガーネット型酸化物Li7La3Zr2O12（LLZO）を対象に、HPとSPSを用いた焼結を直接比較しました。その...

キーワード：パルス/化学組成/材料科学/ナノサイエンス/全固体電池/ガーネット/持続可能/持続可能な開発/イオン伝導/固体電解質/電池/アルミニウム/金属材料/黒鉛/酸化物/自動車/電解質/電気自動車/SEM/結晶構造/寿命/ナノテクノロジー

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発表日：2025年9月16日

196

ひずみで強く光る鉛フリー新材料の発光メカニズムを解明

インフラの老朽化をモニタリングするセンサなどの開発指針に

橋梁やビルなど長年の使用で劣化したインフラが壊れる事故が各地で起きています。人手をできるだけ使わずに事故を未然に防ぐ手段として、機械的な力が加わると発光する応力発光（メカノルミネッセンス：ML）　センサで安全管理するシステムの開発が進められています。東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センターの二宮翔助教と西堀麻衣子教授、同大学大学院工学研究科の徐超男教授の共同研究グループは、特定の組成でML強度が異常に増強される鉛フリーの新しい多機能材料であるプラセオジム添加ニオブ酸リチウムナトリウム（Li₁₋ₓNaₓNbO₃:Pr）に着目し、これまで謎だった強い発光のメカニズ...

キーワード：ウェアラブル/ウェアラブルデバイス/物質科学/放射光/可視光/持続可能/安全管理/持続可能な開発/劣化診断/ニオブ/原子配列/ニオブ酸リチウム/ひずみ/モニタリング/リチウム/機能性材料/機能材料/機能性/結晶構造/ナトリウム

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発表日：2025年9月14日

197

メタボリック症候群が胃噴門部腺癌を進展させる機序を解明

腸内環境異常が胃噴門部腫瘍の腫瘍免疫を抑制する可能性

現在、胃がん予防としてピロリ菌除菌療法が普及しています。しかし、胃噴門部腺がんは食生活の欧米化にともない増加し、ピロリ菌以外の細菌感染が関与する可能性があります。生活習慣病のメタボリック症候群と胃噴門部腺がんとの関連性は報告されましたが、両者をつなぐ機序は明らかではありません。東北大学大学院医学系研究科消化器病態学分野の正宗淳教授、宇野要講師、草野啓介大学院生（研究当時）、東北大学東北メディカル・メガバンク機構分子血液学分野の清水律子教授、同機構地域口腔健康科学分野の玉原亨講師らの研究グループは、メタボリック症候群にともなう腸内環境から漏れてきた異常な腸内細菌叢・代謝産物...

キーワード：酸化還元状態/持続可能/持続可能な開発/酸化還元/酸化物/接合部/細胞壁/糖脂質/免疫系/生体組織/Nrf2/PD-1/PD-L1/フリーラジカル/内視鏡/微小環境/高脂肪食/代謝産物/大腸/腸内環境/腫瘍微小環境/T細胞/がん細胞/ストレス応答/タンパク質発現/マウス/メタボリック症候群/ラジカル/リポ多糖/血液/細菌感染/腫瘍免疫/大腸菌/免疫チェックポイント/免疫細胞/ストレス/胃がん/遺伝子/細菌/細菌叢/酸化ストレス/脂質/食生活/生活習慣病/腸内細菌/腸内細菌叢

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発表日：2025年9月14日

198

量子 3 体状態が分裂する新たな一般法則を発見

電気通信大学大学院情報理工学研究科の大井一輝特別研究学生(東北大学大学院生)、同研究科基盤理工学専攻の遠藤晋平准教授の共同研究により、量子3体状態が分裂する新たな一般法則を発見しました。この成果は、フェルミ粒子の量子的挙動を明らかにする基礎物理学的意義があると同時に、原子核のような強い相互作用をする量子系を、冷却原子を用いて解明する『冷却原子型量子シミュレータ』の開発につながるという応用的意義もあります。本研究成果は物理学の専門誌Physical Review Research（オンライン版）に2025年9月11日（日本時間）に公開されました。...

キーワード：電気通信/強い相互作用/原子核/冷却原子/シミュレータ/SPECT

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発表日：2025年9月14日

199

トカラ列島および与論島から新種の植物を発見「サツナンマンネングサ」と命名

北半球を中心に広く分布する多肉植物であるベンケイソウ科マンネングサ属は、よく似た形態をもつ種が多く、さらに同じ種でも生育環境によって形態が大きく変化することから、分類が難しい植物群の一つとして知られています。東北大学学術資源研究公開センター・植物園の伊東拓朗助教、牧雅之教授、琉球大学の横田昌嗣名誉教授、神奈川大学の岩元明敏教授、同大学大学院の遠藤みづほ大学院生、国立科学博物館の國府方吾郎研究主幹らは、これまでベンケイソウ科マンネングサ属の「ハママンネングサ」とされてきた薩南諸島のトカラ列島3島（悪石島・臥蛇島・中之島）および与論島に分布する植物が、秋咲き性や花器官の数性...

キーワード：日本列島/植物相/持続可能/持続可能な開発/遺伝子解析/遺伝子

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発表日：2025年9月11日

200

スパコンと顕微鏡で磁石のつながりの強さを測ることに成功

～次世代デバイスに向けた磁性ガーネットの新しい材料評価技術を確立～

磁性材料において、隣接する磁気モーメント間の結合強度を表す「交換スティフネス定数」は、磁区（注4）構造や磁気応答特性を決定する最も重要な物性値の一つです。この値の正確な測定は、磁気記録デバイスやスピントロニクス素子の設計において必要不可欠ですが、従来の測定法には装置の高コスト化や試料の損傷といった課題がありました。東北大学、豊橋技術科学大学、信越化学工業株式会社、トルコ・コチ大学による国際共同研究グループは、大規模3次元マイクロ磁気シミュレーション（注5）...

キーワード：電気通信/マグノン/磁気光学/磁気構造/異方性/化学組成/数値計算/マグノニクス/磁気モーメント/磁気異方性/磁性体/ガーネット/スピン波/交換相互作用/光通信/磁気光学効果/電子デバイス/持続可能/持続可能な開発/評価手法/磁性材料/垂直磁気異方性/シミュレーション/スピン/スピントロニクス/マイクロ/最適設計/磁気記録/実証実験/低消費電力/動特性/半導体/スティフネス/スクリーニング

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発表日：2025年9月10日

201

藻類の太陽光エネルギーの高効率な伝達状態を解明

－巨大タンパク質複合体の単離と光エネルギー移動の詳細－

理化学研究所（理研）放射光科学研究センター生体機構研究グループの川上恵典研究員、米倉功治グループディレクター（最先端研究プラットフォーム連携（TRIP）事業本部理研－JEOL連携プロジェクト副プロジェクトディレクター、東北大学多元物質科学研究所教授）、熊本大学産業ナノマテリアル研究所の小澄大輔准教授、同大学院自然科学教育部の板東（魚谷）未希博士後期課程学生、木田雅俊博士前期課程学生（研究当時）、廣田悠真博士前期課程学生（研究当時）、同大学理学部理学科物理学コースの加藤善大学士課程学生（研究当時）、豊橋技術科学大学応用化学・生命工学系の広瀬侑准教授の共同研究グループは、太陽光エネルギーを高効率...

キーワード：光エネルギー/物質科学/バクテリア/分光学/放射光/太陽/ナノマテリアル/光化学/耐熱性/クロロフィル/シアノバクテリア/タンパク質複合体/光合成/電子伝達/太陽光/エネルギー移動/人工光合成/持続可能/持続可能な開発/原子力/電子顕微鏡/カロテノイド/ラット/膜タンパク質

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発表日：2025年9月8日

202

電子の連携、量子物質の巨大分極を誘発

─高速エレクトロニクスを拓く新材料としての応用に期待─

強誘電体はメモリや光変調器などのエレクトロニクスに欠かせない材料です。昨今のデジタルトランスフォーメーション（DX）（注8）と呼ばれる情報の活用方法の変革は、電気素子のテラ（1兆）ヘルツ以上の超高速動作を至近の課題としています。ところが従来の強誘電体は、結晶内で重いイオンや分子を動かす必要があり、高速動作の妨げとなっていました。また、この機構にはエネルギー消費や結晶劣化を招くという問題もあります。東北大学大学院理学研究科の岩井伸一郎教授と伊藤弘毅助教（現在：関西学院大学理学部物理・宇宙学科教授）、東京科学大学理学院化...

キーワード：AI/人工知能（AI）/ビジネスモデル/テラヘルツ光/パルス/光誘起相転移/高温超伝導体/超伝導体/電荷秩序/電気分極/反強磁性/反強磁性体/誘電性/希土類元素/相転移/テラヘルツ/超伝導/トポロジカル/トポロジカル物質/強誘電性/磁性体/有機分子/パルスレーザー/テラヘルツ波/メモリ/強磁性/光エレクトロニクス/光変調/光変調器/高温超伝導/超短パルス/波長変換/分極反転/誘電体/エネルギー消費/持続可能/持続可能な開発/希土類/強磁性体/強誘電体/電気抵抗/レーザー/酸化物/周波数/電磁波/導電性/有機物/量子力学/超短パルスレーザー/結晶構造

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発表日：2025年9月7日

203

温室効果ガス削減効果を高めたダイズ・根粒菌共生系を開発

－農地からの一酸化二窒素放出を抑制する革新的技術－

地球温暖化の一因となる一酸化二窒素(N2O)は農地からも発生しており、その発生を抑制する方法が世界中で模索されています。農研機構、東北大学、帯広畜産大学、理化学研究所の共同研究グループは、N2Oを分解する能力の高い根粒菌をダイズに優占的に共生させる技術を開発しました。この技術によって、土壌中でダイズ根粒が崩壊する過程で放出されるN2Oの量が減少することを確認しました。ダイズほ場からのN2O放出を抑えることで、地球温暖化の抑制に貢献することが期待されます。N2Oは二酸化炭素の...

キーワード：一酸化二窒素/温室効果ガス/地球温暖化/温室効果/アンモニア/窒素固定/光合成/環境負荷/生産システム/二酸化炭素/分解能/ダイズ/農地/土壌/土壌微生物/温暖化/微生物/遺伝子/細菌/老化

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発表日：2025年9月7日

204

放射線の種類で変化するEu添加CaF₂結晶の発光特性を発見

シンチレータは放射線のエネルギーを光に変換する物質です。その一つである、Eu（ユウロピウム）添加CaF2結晶にα線を照射すると、X線を照射したときよりも長い波長の光が多く発生することを世界で初めて発見しました。これにより、波長を使って放射線の種類を識別できる可能性があります。シンチレータは放射線のエネルギーを光へ変換する物質で、医療やセキュリティなど幅広い分野で利用されています。中でもEu（ユウロピウム）添加CaF₂（フッ化カルシウム）結晶は、高い発光量（約2万光子/MeV）を示し、優れた光学的透明性と化学的安定性を備えたシンチレータです。これまでシ...

キーワード：シンチレータ/スペクトル/発光スペクトル/レンズ/持続可能/フッ化カルシウム/持続可能な開発/透明性/金属材料/原子力/カルシウム/放射線

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発表日：2025年9月4日

205

脱細胞化血管の微細構造が細胞機能を誘導することを発見

－ヒトiPS細胞由来の血管内皮細胞による人工血管再生のための設計指針を提示－

東京科学大学（Science Tokyo）総合研究院生体材料工学研究所の岸田晶夫プロジェクト教授らの研究チームは、ブタなどの動物から採取した血管に「脱細胞化処理」と呼ばれる方法を施し、細胞成分を除去して細胞の足場（細胞外マトリクス、用語1）のみを残した脱細胞化血管（用語2）を作製しました。この脱細胞化血管に、ヒトiPS細胞から作製した血管内面を覆う細胞（内皮細胞）を植え付けることで、実験室内で機能する人工血管の開発を目指しています。この技術により、体内で自ら成長・修復できる「自己成長型の血管移植片」の実現が期待されます。本研究では、ヒトiPS細胞から誘導した内皮細胞を用...

キーワード：静水圧/持続可能/持続可能な開発/システム工学/微細構造/ウシ/生体組織/iPS細胞/血管再生/血管内皮/大動脈/脱細胞化/コラーゲン/基底膜/血管内皮細胞/再生医療/人工血管/内皮細胞/ヒトiPS細胞/遺伝子/手術/小児/生体材料/創傷治癒

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発表日：2025年9月4日

206

電力ロスを大幅に低減！革新的な鉄系磁性材料を開発

～新たな組織と磁化制御技術で実現次世代トランス・EV部品への応用に期待～

　NIMSは、東北大学および産業技術総合研究所と共同で、鉄系の軟磁性アモルファスリボンに新たなナノ組織・磁区構造の制御技術を導入し、電力損失を従来比で50％以上削減することに成功しました。特に、次世代高周波トランスや電気自動車の駆動用電源回路などで求められる数十キロヘルツの高周波領域で高性能を発揮し、電動機器の省エネ化やカーボンニュートラル実現への貢献が期待されます。本成果は、9月3日にNature Communications誌に掲載されました。【研究成果の概要】■従来の課題　AI向けデータセンターや電気自動車などの電力利用が急速に拡大する中、電力の...

キーワード：人工知能（AI）/物質科学/高周波/磁区構造/カーボンニュートラル/持続可能/省エネ/持続可能な開発/アモルファス/磁性材料/カーボン/パワーエレクトロニクス/モーター/金属材料/構造制御/自動車/組織制御/電気自動車/結晶構造

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発表日：2025年9月3日

207

双方向噴射型プラズマ推進機の性能を向上

～非接触での宇宙ごみ除去法の実現に期待～

宇宙ごみ（スペースデブリ）は、役目を終えた人工衛星やロケットの破片で、地球の周りを高速で飛び回っており、増え続けることで運用中の衛星や宇宙機に衝突する危険が高まっています。そのため、「除去衛星」を軌道に投入し、安全にスペースデブリを取り除く手法の研究が進められています。東北大学大学院工学研究科の高橋和貴准教授が開発を進める「双方向プラズマ噴射型の無電極プラズマ推進機」は、デブリに向けてプラズマを噴射することで対象物に減速力を与えつつ、逆噴射を同時に行うことによって自身には余分な推力がかからない仕組みを持っています。今回の研究では、この推進機の大電力化に加えて、「カスプ磁場...

キーワード：オープンアクセス/キセノン/衛星/磁場/エネルギーシステム/持続可能/持続可能な開発/ロケット/室内実験/人工衛星/非接触

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発表日：2025年9月3日

208

プロトン伝導性セラミックスを低温で緻密に焼結できる機構を解明

― 低温動作・高効率燃料電池や水素製造デバイスの低コスト化に期待 ―

セラミックス電解質を用いる固体酸化物セルは、700℃近傍で作動する燃料電池・水素製造デバイスとして期待されています。特に、BaZrO3系プロトン伝導体は、作動温度をさらに400～600℃に下げられることや、効率を高められる観点で注目されています。しかしBaZrO3の緻密な焼結体を得るために、通常は1600℃程度の高温が必要であり、製造コストが高くなる一因となっていました。今回、東北大学大学院工学研究科の高村仁教授らのグループは、東芝エネルギーシステムズ株式会社との共...

キーワード：ジルコン/水蒸気/プロトン伝導/エネルギーシステム/酸化銅/プロトン伝導体/固体酸/持続可能/持続可能な開発/SOFC/固体酸化物形燃料電池/電池/燃料電池/酸化物/水素製造/電解質/電気化学/炭化水素/プロトン/SPECT

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発表日：2025年9月3日

209

ゴム材料の自己補強機構をナノスケール観察で解明

─ 高耐久性タイヤの設計指針となり低炭素・省資源社会への貢献に期待 ─

ゴム材料は自動車用タイヤをはじめ様々な製品に使用される基幹材料であり、その耐久性向上に基づくゴム製品の長寿命化や省資源化が求められています。多くのゴム材料は、大きく変形させるとその内部でゴムの分子鎖が引き伸ばされて整列する伸長結晶化が起こり、硬く切れにくくなります。このゴム材料の自己補強特性は耐久性に優れた材料の設計に不可欠な要素です。しかし、伸長結晶化はナノメートルスケールの現象であり直接観察が困難であることから、材料の補強につながる仕組みについては詳しくわかっていませんでした。東北大学多元物質科学研究所の陣内浩司教授、宮田智衆准教授、渡邉大介大学院生（研究当時、同大学大学院...

キーワード：物質科学/高分子/材料強度/省資源/持続可能/低炭素/持続可能な開発/ナノスケール/ナノメートル/ナノ粒子/結晶化/高分子材料/自動車/耐久性/大変形/長寿命化/電子顕微鏡/電子顕微鏡法/光学顕微鏡/寿命

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発表日：2025年9月2日

210

マントルを構成するかんらん岩体を利用した新たなCO₂固定技術を開発

―地球全域で大気中CO₂の大幅な削減に期待―

マントルを構成するかんらん岩は、マグネシウムや鉄などの2価の金属イオンを豊富に含んでおり、地殻変動により地表付近に移動してきたかんらん岩体を利用したCO2の炭酸塩鉱物化（CO2鉱物固定）が期待されています。しかしCO2の貯留を阻害する岩石の緻密さ・浸透性の低さが課題となっています。東北大学大学院環境科学研究科のLuis Salalá 特任助教、渡邉則昭教授、王佳婕助教、岡本敦教授は、鉱物の溶解を促進し、金属イオンを捕捉する植物由来で生分解性のキレート剤を用いて、この課題を解決するとともに、上記金属イオンを地上での鉱物...

キーワード：水溶液/かんらん岩/マントル/炭酸塩/地殻変動/生分解/持続可能/持続可能な開発/マグネシウム/金属イオン/二酸化炭素/二酸化炭素/CO2固定/生分解性

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発表日：2025年9月2日

211

青色顔料を用いた多層構造の炭素系材料がCO₂資源化に有効であることを発見

─カーボンリサイクルを促進し、地球温暖化抑制への貢献に期待─

CO2は地球温暖化の原因物質であり、排出量の削減に加え、回収して有用な有機化合物や燃料に変換する資源循環技術に期待が寄せられています。東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）のLiu Tengyi特任助教、藪浩教授（主任研究者、同研究所水素科学GXオープンイノベーションセンター副センター長）、Di Zhang特任助教、Hao Li教授（主任研究者）らの研究グループは、東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センター（SRIS）の小野新平教授と吉田純也准教授、北海道大学電子科学研究所の松尾保孝教授、および東北大学発スタートアップ企業のAZUL Ene...

キーワード：AI/人工知能（AI）/地球温暖化/放射光/データ解析/分子触媒/材料科学/フタロシアニン/選択性/持続可能/持続可能な開発/カーボン/コバルト/リサイクル/資源循環/耐久性/電気化学/二酸化炭素/二酸化炭素/温暖化/層構造

他の関係分野：情報学環境学総合理工工学農学医歯薬学

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発表日：2025年9月1日

212

京都市郊外では太陽光発電と電気自動車の組み合わせで90％のCO₂削減が可能に

─国内や他のアジア諸国・地域の都市部での適用効果にも期待─

人間の生産活動によって地球全体に二酸化炭素（CO2）に代表される温暖化ガスが増え続け、それが原因と思われる気候変動によって大規模な自然災害が起きています。そのため特にCO2排出量の大きい世界の都市部では、様々な気候変動対策が講じられています。東北大学環境科学研究科の小端拓郎准教授らの研究チームは、1997年に「京都議定書」が採択された京都市を対象に、屋根に設置する太陽光発電と電気自動車を組み合わせた新しい都市モデル「SolarEV City構想」を分析しました。その結果、中心部では屋根の狭さから自給率が限られる一方、郊外の住宅地では最大で...

キーワード：マネジメントシステム/レジリエンス/技術経済/一酸化二窒素/温室効果ガス/再生可能エネルギー/自然災害/温室効果/気候変動/太陽/太陽光/蓄電池/持続可能/低炭素/CO2排出量/マネジメント/持続可能な開発/太陽光発電/電池/カーボン/メタン/モビリティ/自動車/電気自動車/二酸化炭素/二酸化炭素/二酸化炭素排出削減/京都議定書/温暖化

他の関係分野：複合領域環境学総合理工工学農学

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発表日：2025年8月30日

213

ガラスは温度の上下を繰り返すと若返る？

―電子状態の変化―

島根大学材料エネルギー学部の細川伸也研究員、小林健太郎研究員、尾原幸治教授は、広島大学、弘前大学、高エネルギー加速器研究機構、および東北大学の研究者と協力して、金属ガラスを対象として、液体窒素温度（およそ摂氏マイナス１９６度）と室温の間を繰り返し上下させることによる若返り効果によって、ガラスの電子状態が大きく変化することを、放射光を用いて明らかにしました。放射光を用いると、物質中に詰まった電子や空いている電子の状態を、元素やその電子軌道を区別して観測できます。研究に用いた金属ガラスは重い希土類元素のガドリニウム（Gd）と軽い遷移金属元素であるコバルト（Co）からできており、以前私たちが報告し...

キーワード：金属元素/光エネルギー/X線吸収分光/光電子分光/高エネルギー/ガドリニウム/加速器/希土類元素/軟X線/放射光/スペクトル/発光スペクトル/電子分光/遷移金属/発光分光/持続可能/持続可能な開発/希土類/金属ガラス/原子配列/電子構造/電子状態/コバルト/極低温/金属材料/若返り

他の関係分野：環境学化学工学医歯薬学

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発表日：2025年8月26日

214

リサイクルが簡単な電極材料を開発資源の制約を乗り越えた電池の開発に期待

可逆的に電荷貯蔵（酸化還元、レドックス）できる有機レドックス高分子は、電池の電極材料として注目されています。特に最近では、安全で環境に優しい水系電池への応用に向けた研究が進められています。しかし、同高分子の多くは疎水性であり、水系電池へと応用するには、親水性を付与する必要があるほか、それらの分解は他の高分子材料と同様に簡単ではありませんでした。東北大学多元物質科学研究所の岡弘樹准教授と大窪航平助教、同大学大学院工学研究科の北嶋奨羽大学院生、日東紡績株式会社の五十嵐和彦上席技術統括SVらの共...

キーワード：水溶液/物質科学/高分子/電荷貯蔵/アミン/持続可能/ベンゼン/持続可能な開発/電池/リサイクル/高分子材料/酸化還元/電解質/親水性/レドックス/ポリアミン/官能基

他の関係分野：化学工学総合生物医歯薬学

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発表日：2025年8月24日

215

肝がん細胞が「セレン代謝」を組み替えて細胞死を回避する仕組みを解明フェロトーシス誘導治療への抵抗性獲得メカニズムに迫る

セレンは体内で活性酸素を除去する抗酸化酵素などの構成成分として重要な役割を果たす必須微量元素であり、健康維持に欠かせません。その中でも「セレノプロテインP（SeP）」は肝臓で合成され、全身にセレンを輸送する特殊なタンパク質です。近年、肝細胞がんでSeP発現が低下していることが報告されていますが、その減少の理由やがん細胞の生存戦略との関連は不明でした。東北大学大学院薬学研究科の有澤琴子助教、平沼哲太（当時学部学生）、名取萌花（当時学部学生）、斎藤芳郎教授らの研究グループは、single-cell RNAシーケンス解析と培養細胞実験により、酸化ストレス応答転写因子NRF2が肝がん細胞で...

キーワード：セレン/微量元素/生存戦略/持続可能/持続可能な開発/酸化酵素/抵抗性/Nrf2/肝がん/RNA/がん細胞/ストレス応答/活性酸素/肝細胞/肝細胞がん/抗酸化/抗酸化作用/細胞死/転写因子/培養細胞/ストレス/酸化ストレス

他の関係分野：環境学生物学工学農学医歯薬学

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発表日：2025年8月24日

216

「スピン半導体」の動作速度の限界を超える新発見

～反強磁性体の従来磁石材料に対する工学的優位性を世界で初めて実証～

スピントロニクスの発展により、強磁性体を用いた不揮発性メモリー（磁気抵抗メモリー：MRAM）の社会実装が進展し、半導体集積回路の高機能化・省エネ化に貢献しています。一方で近年、基礎研究の領域では、全体としては磁力を持たない磁性材料である反強磁性体が注目されています。これまでこの反強磁性体の強磁性体との類似点や相違点が様々な角度から調べられてきましたが、強磁性体に対する工学的な優位性は明らかではありませんでした。このたび東北大学、物質・材...

キーワード：電気通信/コヒーレント/磁気抵抗/反強磁性/反強磁性体/磁場/磁性体/材料科学/マンガン/MRAM/メモリ/強磁性/微細化/持続可能/省エネ/持続可能な開発/強磁性体/磁性材料/電気抵抗/電子状態/不揮発性メモリ/スピン/スピントロニクス/センサー/ナノメートル/原子力/集積回路/低消費電力/半導体

他の関係分野：情報学総合理工工学

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発表日：2025年8月20日

217

ナノスケールの薄膜に磁石などの「新機能」を埋め込む新たな手法

大阪大学産業科学研究所の森田利明さん（大学院基礎工学研究科博士後期課程）、千葉大地教授(兼東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センターセンター長・教授)らの研究グループは、原子の間隔を人工的に操ったナノ薄膜をつくることに成功し、このナノ薄膜に磁石の性質など新たな機能が内蔵できることを実証しました。原子の間隔を人工的に操った状態でナノ薄膜を成膜する手法は少なく、その限られた手法にも、様々な制約がありました。今回、研究グループは、柔軟性のある基材をあらかじめ伸長し、その上に磁石の性質を示すナノ薄膜を成膜しました。成膜後に基材を自然長に戻すことで、ナノ薄膜の原子の...

キーワード：超伝導体/異方性/放射光/超伝導/磁気異方性/誘電体/持続可能/持続可能な開発/コバルト/ナノスケール/ナノメートル/半導体

他の関係分野：総合理工工学

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発表日：2025年8月20日

218

プロトンと電子の両方が高速に伝導する酸化物を発見

ー中温域で動作する低コストな電気化学リアクターや水素透過膜への応用に期待ー

プロトン（H+）と高い電子（e−）の両方が電荷担体（キャリア）となる混合伝導体は、500℃以上の高温域で動作する燃料電池や水電解素子など、水素が関わる反応を利用した電気化学リアクターの電極や、水素透過膜などとして使われます。近年それらのデバイスは、耐用年数の延伸や反応の促進に必要な触媒にかかるコスト低減、反応の選択性向上などの観点から、従来の燃料電池が稼働する500℃以上の高温域に対して200～500℃の中温域での動作が望まれており、その実現に向けた要素材料の開発が進められています。東北大学多元物質科学研究所の山﨑智之助教と小俣孝久教授ら...

キーワード：物質科学/ブロッキング/電気伝導度/プロトン伝導/電気分解/水素透過/キャリア/選択性/持続可能/持続可能な開発/チタン/ニオブ/酸化チタン/電気伝導/電池/燃料電池/拡散係数/酸化物/電解質/電気化学/プロトン

他の関係分野：化学総合理工工学医歯薬学

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発表日：2025年8月18日

219

るつぼの限界、2,200℃以上で高機能結晶を作製する技術を開発

─高密度・高速発光・高耐久性等を有する新物質の創製に期待─

半導体や電子機器、光学機器等に用いられる付加価値の高い単結晶の一部は、これまで使用可能温度が2,200℃以下のイリジウム（Ir）や白金（Pt）製のるつぼを用いた単結晶成長で材料開発や量産が行われてきました。そのため、それらの貴金属のるつぼでは、2,200℃を超える高温域の材料開発はほとんど進められてきませんでした。東北大学金属材料研究所の横田有為准教授と吉川彰教授らからなる研究グループは、融点が3,400℃を超えるW製のるつぼに着目し、新たな結晶成長技術を開発しました。Wるつぼは酸化物融液と反応することや結晶内への混入の懸念がありました。今回、反応や混入のメカニズムを解明して反応や...

キーワード：高エネルギー/シンチレータ/新物質探索/融点/イリジウム/タングステン/貴金属/結晶育成/新物質/持続可能/持続可能な開発/希土類/単結晶/金属材料/結晶成長/酸化物/耐久性/熱処理/半導体/放射線

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発表日：2025年8月9日

220

層状物質への小分子の吸脱着で磁気フラストレーション相の可逆的切り替えに成功わずかな外部刺激で動作する分子デバイスへの応用に期待

わずかな外部刺激により複数の状態間の切り替えが出来る材料は、省エネルギーかつ高機能なスイッチ素子の実現に欠かせません。特に、『磁気フラストレーション』と呼ばれる、複数の磁気相互作用が競合しスピンの向きが定ならない特殊な状態は、次世代スイッチ材料として注目されています。しかし、このような状態を人工的に作り出すことは非常に困難で、これまで十分に研究されてきませんでした。東北大学金属材料研究所の宮坂等教授と高坂亘准教授らの研究グループは、分子性多孔性材料（注4）からなる層状の反強磁性体に常磁性（注...

キーワード：オープンアクセス/カゴメ格子/スピンフラストレーション/フラストレーション/幾何学/三角格子/磁気相転移/磁気秩序/反強磁性/反強磁性体/相転移/磁場/高分子/分子デバイス/強磁性的相互作用/磁気モーメント/磁性体/多孔性配位高分子/配位高分子/シリカゲル/強磁性/層状物質/持続可能/省エネ/持続可能な開発/強磁性体/シリカ/スピン/センサー/ナノサイズ/活性炭/金属イオン/金属材料/省エネルギー/有機物/配位子/分子設計

他の関係分野：情報学化学総合理工工学医歯薬学

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発表日：2025年8月9日

221

トポロジカル物質の「端」と「内部」を走る電子の波の動画撮影に成功

～量子宇宙のシミュレーション実験への扉が開く～

東北大学大学院理学研究科の遊佐剛教授、堀田昌寛助教、Quentin France 留学生（仏ソルボンヌ大学大学院生）、Yunhyon Jeong大学院生、神山晃範博士は、NTT株式会社（以下、NTT）、物質・材料研究機構（以下NIMS）との共同研究により、極低温、強磁場環境で動作する走査型偏光選択蛍光分光顕微鏡を用いて、分数量子ホール液体と呼ばれる電子の特殊な状態のエッジとバルクを走る電子の波の動画を撮影することに成功しました。この成果は極限宇宙の新しい検証実験において、ブレーンワールド仮説やホログラフィック原理...

キーワード：2次元電子系/トポロジカル絶縁体/ブレーン/強磁場/重力理論/閉じ込め/余剰次元/量子ホール効果/量子重力/量子重力理論/量子論/ホール効果/加速器/ブラックホール/一般相対性理論/磁場/フィルム/2次元物質/トポロジカル/トポロジカル物質/ホログラム/絶縁体/電気抵抗/シミュレーション/シミュレータ/レーザー/極低温/半導体/膜構造/量子井戸

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発表日：2025年8月7日

222

異方的量子スピンジグザグ鎖モデルの予測を実験的に実証

―新たな物質機能性の実現が期待―

京都大学大学院理学研究科の堀文哉博士課程学生（現：東北大学大学院理学研究科助教）、松平広康博士課程学生、北川俊作同准教授、石田憲二同教授、広島大学大学院先進理工系科学研究科の鈴木大斗博士課程学生、鬼丸孝博同教授の研究グループは、近年提案された異方的量子スピンジグザグ鎖モデルの予測を実験的に実証しました。固体物理の分野では、通常の磁性体では見られない秩序状態や準粒子1の研究が注目されています。以前、同研究のグループは希土類のイッテルビウム（Yb）原子がジグザグ鎖を形成する磁性半導体YbCuS2において、格子間隔と...

キーワード：原子核/時間反転対称性/磁気構造/磁気秩序/準粒子/多極子/多極子秩序/対称性/電気分極/誘電性/量子コンピュータ/量子スピン/異方性/素粒子/磁場/励起状態/強誘電性/空間反転対称性/磁性体/強磁性/磁性半導体/持続可能/持続可能な開発/希土類/電子状態/スピン/スピントロニクス/半導体/機能性/ゆらぎ/妥当性/プローブ

他の関係分野：化学総合理工工学農学医歯薬学

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発表日：2025年8月7日

223

応力発光半導体でスピンドープ強磁性を発見エネルギー関連材料の機能革新に大きく寄与

固体中の電子の電荷と、電子が持つ小さな磁石のような性質「スピン」の両方を工学的に利用、応用する「スピントロニクス」と呼ばれる分野において「希薄磁性半導体」が注目されています。一般的に、強磁性などをもたらす交換相互作用（注4）は隣接原子間距離程度の近接作用に限定されています（金属では伝導電子を媒介した別機構の磁性体の例外が存在する）。一方、相転移のユニバーサル理論であるパーコレーション理論（注5）は隣とのパス（磁気転移の場合は隣の磁性原子との結合に相当）が高密度...

キーワード：スピン系/高エネルギー/物性物理/量子スピン/量子スピン系/臨界現象/ミュオン/加速器/相転移/磁場/波動関数/磁気モーメント/磁性体/クロム/マンガン/スピン緩和/希薄磁性半導体/強磁性/交換相互作用/磁性半導体/持続可能/持続可能な開発/強磁性体/システム工学/スピン/スピントロニクス/パーコレーション/化合物半導体/浸透率/半導体/伝染病/カップリング

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発表日：2025年8月7日

224

セルロースナノ粒子で高性能電界効果型トランジスタを開発

─再生可能な携帯用ペーパーエレクトロニクスへの利用に期待─

セルロースは地球上で一番生産量が多い(約1,000億トン/年)バイオマスであり、カーボンニュートラルとして地球温暖化・沸騰化の救世主となる素材として現在最も注目されている材料の一つです。東北大学未来科学技術共同研究センターの福原幹夫シニアリサーチフェローと橋田俊之特任教授、同大学大学院工学研究科小野崇人教授、静岡大学工学部藤間信久教授らの研究グループは共同で、AKCNPを利用したショットキー接合（注7）によりn型バイオ半導体 MESFETを作製し、負のゲート電圧で3.5桁の増幅作用と、正のゲート電圧において不揮発性メ...

キーワード：オープンアクセス/地球温暖化/メモリ効果/仕事関数/電子スピン共鳴/磁場/ディスプレイ/ファイバー/トランジスタ/メモリ/電界効果トランジスタ/カーボンニュートラル/持続可能/持続可能な開発/アモルファス/ナノファイバー/電界効果/不揮発性メモリ/カーボン/スピン/ナノ粒子/マイクロ/マイクロ波/炭酸ガス/半導体/環境保全/セルロース/バイオマス/甲殻類/キチン/温暖化/ビタミン/カルシウム/ラジカル/天然化合物

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発表日：2025年8月6日

225

カゴメ金属の特異なホール効果の起源を解明

―移動度スペクトル解析で捉えた高移動度キャリアの役割―

東京大学大学院新領域創成科学研究科の劉蘇鵬大学院生、六本木雅生大学院生（研究当時／現在：理化学研究所研究員）、石原滉大助教、橋本顕一郎准教授、芝内孝禎教授らの研究グループは、同大学物性研究所、東北大学金属材料研究所、日本原子力研究開発機構、カリフォルニア大学サンタバーバラ校、仏エコール・ポリテクニークとの共同研究により、カゴメ格子と呼ばれる構造をもつ金属物質「CsV3Sb5」で観測される非単調なホール効果の起源を明らかにしました。従来この現象は、ループ状の渦電流による「異常ホール効果」と呼ばれる特殊な電子の振る舞いによるものと考えら...

キーワード：定量的評価/スペクトル解析/カゴメ格子/異常ホール効果/幾何学/物性物理/ホール効果/スペクトル/磁場/高移動度/磁性体/材料科学/キャリア/渦電流/強磁性/持続可能/持続可能な開発/強磁性体/電子構造/スピン/移動度/機能性材料/金属材料/原子力/機能性

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発表日：2025年8月4日

226

津波リスクへのパラメトリック型保険の適用手法を開発保険金支払額と実際の損害額の不一致を最小化

保険は災害によるリスク低減のための重要な手法の一つです。パラメトリック型保険は、事前に定められた災害指標に基づいて保険金が支払われる仕組みで、災害後に現場で被害の査定が行われる従来型の保険とは異なり、たとえ広域であっても保険金を迅速に支払うことが可能となります。しかし津波のように複雑な自然災害に対しては適切な指標の作成が難しく、普及は限定的でした。東北大学大学院工学研究科の三木優志大学院生と災害科学国際研究所のサッパシーアナワット准教授らのチームは確率論的津波リスク評価（PTRA）を用いて、津波パラメトリック型保険におけるベーシスリスク（保険金支払い額と実際の損害の不一致）を定量...

キーワード：最適化/自然災害/確率論/持続可能/持続可能な開発/シナリオ/リスク評価/津波

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発表日：2025年8月2日

227

2025年7月30日カムチャツカ半島付近の地震で発生した津波の解析について（速報）

2025年7月30日午前8時25分頃にカムチャツカ半島付近で発生した地震津波の即時解析を、東北大学サイバーサイエンスセンターのスーパーコンピュータAOBAを用いて実施しましたので、その結果を速報します。東北大学災害科学国際研究所、サイバーサイエンスセンター、大学院理学研究科、同情報科学研究科は、産学連携研究により「リアルタイム津波浸水被害予測システム」を開発し、2018年より東北大学発スタートアップ（株）RTi-castが運用し、TsunamiCastという予測情報サービスを展開しています。地震発生時刻：2025年7月30日08:25頃...

キーワード：スーパーコンピュータ/情報サービス/地震津波/産学連携/北太平洋/持続可能/持続可能な開発/津波/漁業

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発表日：2025年8月2日

228

内在性機能と外来性機能を併せ持つ人工酵素を開発

〜金属イオンをタンパク質の中で精密に並べて機能を生み出す〜

自然科学研究機構生命創成探究センター/分子科学研究所/総合研究大学院大学の岡本泰典准教授（東北大学学際科学フロンティア研究所客員准教授）、東北大学流体科学研究所の馬渕拓哉准教授、産業技術総合研究所の氷見山幹基主任研究員らのグループは共同で、ヒトサイトカイン注1）に人工的な金属構造の三核亜鉛中心を移植し、外来性機能として高い加水分解活性とヒトサイトカインが元来有する内在性機能の両方を持つ人工酵素の創製に成功しました。移植された三核亜鉛構造は、自然界には見られないものであり、先行研究では、有機合成化学的に精密設計された配位子を用いて構築されています。...

キーワード：ワークフロー/幾何学/量子化/量子化学/量子化学計算/人工酵素/有機合成化学/加水分解/水分解/持続可能/持続可能な開発/金属イオン/生体内/機能性/炎症反応/アミノ酸/合成化学/細胞増殖/生理活性/生理活性物質/配位子/免疫応答/有機合成/サイトカイン

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発表日：2025年8月2日

229

凍結溶媒内のナノ材料の元素分布を直接可視化できる技術を開発

〜生命科学から材料科学に至る広範な物質研究への寄与に期待〜

タンパク質などの構造を調べる際、試料を急速凍結した後、液体窒素で極低温を維持したまま観察できるクライオ電子顕微鏡を用いることによって、電子線照射による損傷が抑えられ、溶媒中あるいは溶媒を含んだ状態における試料の本来に近い姿を捉えることが可能です。この技術は、生体分子や細胞などの生物試料の観察や構造解析に広く利用されています。近年では、生物試料にとどまらず、非生物試料や生物-非生物ハイブリッド試料の観察にも利用が広がっています。東北大学多元物質科学研究所の海原大輔技術職員（同大学事業支援機構総合技術部分析・評価・観測群）、佐藤庸平准教授、濵口祐准教授...

キーワード：水溶液/物質科学/放射光/ケイ素/電子線/材料科学/非晶質/持続可能/持続可能な開発/EELS/表面修飾/シリカ/ナノ材料/ナノ粒子/極低温/電子顕微鏡/マッピング/クライオ電子顕微鏡/カルシウム/生体分子

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発表日：2025年8月2日

230

二次元ファンデルワールス酸化物の合成に成功

－強相関酸化物と二次元物質の両方の特徴を併せ持つ新材料－

東京科学大学（Science Tokyo）物質理工学院応用化学系の佐藤礼大学院生（研究当時）、相馬拓人助教、吉松公平准教授と大友明教授らの研究チームは、東北大学多元物質科学研究所の組頭広志教授と共同で、ファンデルワールス酸化物2H-NbO2の合成に世界で初めて成功しました。ファンデルワールス物質（用語1）は、二次元層が積み重なった構造を持つ物質の総称であり、次世代の半導体材料として期待される二次元物質（用語2）のもとになる物質群です。一方、金属酸化物は強相関物質（用語3）と呼ばれ、次世代の電子デバイスの材料として期待されています。しかし...

キーワード：グラファイト/二次元物質/物質科学/強相関/ファンデルワールス力/電子デバイス/半導体材料/持続可能/持続可能な開発/グラフェン/リチウム/金属酸化物/黒鉛/酸化物/半導体/酸化反応

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発表日：2025年7月30日

231

植物受精卵の微小管バンド移動の仕組みを解明

～エージェントモデルで読み解く過剰応答能と複数の秩序化原理～

植物の茎と根を結ぶ上下軸（体軸）は，受精卵期の異方的な先端成長（1）とその後の上下不等分裂によって決まると考えられています(図1A)．シロイヌナズナにおいて，受精卵の異方成長の際に，細胞の表層微小管が先端付近に円環状のバンド構造を形成し，成長に伴って細胞先端側へバンドが移動することが，実験から観察できていました(図1B)．しかし，どのような仕組みで多数の微小管が協調あるいは競合して配向秩序化（2）しバンド構造を形成し，かつ移動を達成するのかは未解明でした.本研究では，秋田県立大学の野々山朋信博士研究員および津川暁助教らと東北大学の植田美那...

キーワード：エージェント/バンド構造/数値シミュレーション/シミュレーション/花粉管/花粉/シロイヌナズナ/細胞形態/受精/受精卵/成長期/微小管/細胞骨格

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発表日：2025年7月28日

232

構造常識を覆すトポケミカル反応の発見

―カゴメ格子をもつ新しい二次元量子物質の創製に成功―

酸化物の性質は、金属の価数や空間配列によって大きく左右されます。中でも、結晶骨格を保ちながら特定の原子だけを選択的に出し入れする「トポケミカル反応」は、物性を制御できる手法として広く用いられてきました。しかし、従来は金属サイトの数や配置を保つ「1:1対応」が前提とされ、骨格自体の再構成は不可能と考えられてきました。京都大学大学院工学研究科の樋口涼也修士課程学生、石田耕大同博士課程学生（研究当時）、高津浩同准教授、陰山洋同教授らの研究グループは、京都大学理学研究科、ボルドー大学、ファインセラミックスセンター、東北大学、桂林理工大学との共同研究により、「1:1対応」を破る新しいトポケミカ...

キーワード：カゴメ格子/量子コンピュータ/タンタル/アンモニア/モリブデン/電子デバイス/持続可能/省エネ/持続可能な開発/金属材料/酸化物/省エネルギー/構造変換/機能材料

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発表日：2025年7月27日

233

血中濃度に性差のある元素・セレンと鉄代謝の関連性を発見

ICP-MSを用いた網羅的微量元素解析法を確立

セレンや亜鉛、鉄などの必須微量元素は、生体の恒常性維持に必須の元素です。それぞれの元素において、欠乏症あるいは過剰症が存在するため、健康状態を維持するためには、最適な範囲にあることが重要です。一方、水銀やヒ素、鉛といった有害金属には、必須微量元素の作用を打ち消し、疾患リスクを増加させる作用が知られています。東北大学大学院薬学研究科の斎藤芳郎教授、東北メディカルメガバンク機構の山本雅之教授、金沢大学医薬保健研究域医学系の篁俊成教授らの研究グループは、誘導結合プラズマ質量分析法ICP-MSを用いた網羅的微量元素解析法を確立し、ヒト血漿に含まれる必須元素や有害金属14元素を一度に評価する...

キーワード：セレン/イオン化/質量分析法/微量元素/質量分析/持続可能/持続可能な開発/鉄代謝/相関解析/抵抗性/SPECT/インスリン/ヘモグロビン/血液/インスリン抵抗性/コホート/糖尿病

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発表日：2025年7月24日

234

「トポロジー」と「対称性の破れ」の交差点

――鉄系超伝導体における新たな量子状態の発見――

東京大学大学院新領域創成科学研究科の六本木雅生大学院生 (研究当時／現在：理化学研究所研究員)、石原滉大助教、橋本顕一郎准教授、芝内孝禎教授、同大学低温科学研究センターの藤井武則助教、東京都立大学大学院理学研究科の水口佳一准教授、山下愛智助教、東北大学大学院理学研究科の水上雄太准教授、弘前大学大学院理工学研究科の渡辺孝夫教授(研究当時)らのグループは、コロンビア大学、ブリティッシュコロンビア大学、マクマスター大学などの研究グループと共同で、鉄系超伝導体FeSe1-xTexの一部組成において時間反転対称性が破れた新...

キーワード：量子計算/トポロジー/トポロジカル絶縁体/トポロジカル超伝導/幾何学/時間反転対称性/準粒子/対称性/超伝導体/鉄系超伝導/鉄系超伝導体/表面状態/量子化/量子情報/ミュオン/素粒子/磁場/超伝導/量子ビット/トポロジカル/トポロジカル物質/対称性の破れ/スピン緩和/絶縁体/持続可能/持続可能な開発/電気抵抗/電子構造/電子状態/スピン/スピントロニクス/微細構造

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発表日：2025年7月22日

235

東北大学大学院生命科学研究科と唐津市がネイチャーポジティブの実現に向けて連携協定を締結

～環境DNA調査等を活用し、人と自然が育み合う社会を実現～

東北大学大学院生命科学研究科と唐津市は、地域のネイチャーポジティブの実現に向けて、連携協定を2025年7月17日に締結し、同日締結式を実施しました。本協定は、多様な自然環境と景勝に恵まれた里海や、歴史・文化と深く結びついた里山・里地の自然資本を守り活かしながら、自然と調和した地域づくりと持続可能な経済社会のモデル構築を目的としています。本協定はネイチャーポジティブの実現に向けて以下の事項について協力して参ります。（１）里地・里山・里海の価値の再認識と持続的な利活用（２）地域における生物多様性の保全や増進活動の促進（３）...

キーワード：マッチング/ビジネスモデル/情報発信/持続可能/環境DNA/生物多様性

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発表日：2025年7月17日

236

特定の金属イオンだけ細胞膜を透過させる抗生物質の役割の一端を解明

─新しいがん治療薬や希少金属回収技術開発への発展に期待─

生物の細胞はすべて細胞膜で仕切られています。この膜をイオンなどが通り抜けるには、イオノフォアと呼ばれる分子などの手助けが必要です。生体膜を通したイオン輸送のメカニズムの解明は生物学の中心問題の一つであり、ノーベル賞の対象となってきました。例えば、ビューベリシン（BEA）という分子はイオノフォアの一つで、Ba2+とCa2+を選択的に輸送しますが、そのメカニズムは解明されていませんでした。東北大学大学院理学研究科の上岡俊介大学院生、大下慶次郎助教（現北海道教育大准教授）、美齊津文典教授らの研究グループは、Ba2+...

キーワード：アルカリ金属/強い相互作用/芳香環/イオノフォア/有機分子/ベンゼン/イオン輸送/金属イオン/カルシウムイオン/Ca2+/細胞膜/カルシウム/がん治療/抗生物質/生体膜/配位子/細菌

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発表日：2025年7月17日

237

2024年能登半島地震の断層活動を地殻応力場で推定

─日本全域での地震発生可能性の評価で、減災への貢献に期待─

一般的に地殻応力場に対してすべりやすい断層がすべりや内陸型地震を発生させると考えられています。しかし、地下に存在する流体や既存の古い断層により、応力場に対してすべりにくい形状の断層で約1500万年前に地震が発生した事例が日本海側で確認されています。東北大学大学院理学研究科附属地震・噴火予知研究観測センターの田上綾香客員研究者と岡田知己教授、ニュージーランド・ヴィクトリア大学ウェリントンのMartha K. Savage教授らの研究グループは、2024年能登半島地震発生前の地震データを用いて能登半島地域の地殻...

キーワード：応力場/地殻応力/噴火予知/持続可能/持続可能な開発/ひずみ/地震災害/きのこ

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発表日：2025年7月17日

238

天然ゴムで200℃未満の廃熱から高い動力エネルギーを得ることに成功

─低温廃熱を電気エネルギーに変換する環境発電に期待─

200℃以上高温排熱は発電・蒸気等での利用が推進されています。一方、80℃～200℃低温排熱は大部分が大気中に排気されています。そこで工場等から排出される200℃未満の廃熱を再利用する気運が高まっています。フランス国立応用科学院リヨン校（INSA Lyon）とフランス国立科学研究センター（CNRS）のGaël Sebald教授とGildas Coativy研究員、東北大学流体科学研究所のGiulia Lombardi研究員（日本学術振興会外国人特別研究員）、小宮敦樹教授らの研究グループは、天然ゴムなどの弾性熱量効果に着目し、わずかな温度差から効率的に動力エネルギーを得ることに成功...

キーワード：エントロピー/環境発電/持続可能/持続可能な開発/熱電変換/アクチュエータ/形状記憶合金/弾性体/エネルギー変換

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発表日：2025年7月17日

239

－200℃の低温でも動作するアクチュエータ用の形状記憶合金を開発

宇宙機器や水素利用分野における動作制御の高性能化に期待

電気や熱を機械的エネルギーに変換するアクチュエータには、用途に応じてさまざまな機構や材料があります。特に、宇宙機器や水素利用などの分野では、－100℃以下の低温でも正確に動作し、高出力を発揮できるアクチュエータ用材料が求められています。しかし、これまで実用的な材料はありませんでした。このたび、東北大学大学院工学研究科の大森俊洋教授らは、銅、アルミニウム、マンガンを主成分とする合金が－200℃でも形状記憶効果を示すことを発見し、さらに、この合金をアクチュエータとして組み込んだ機械式ヒートスイッチが－170℃で動作することを確認しました。低温下での高性能アクチュエータの実用化が期待され...

キーワード：先端技術/宇宙科学/マンガン/形状記憶効果/アクチュエータ/アルミニウム/金属材料/形状記憶合金/熱伝導/非接触

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発表日：2025年7月16日

240

硫化物系電池材料の特性を巡る長年の謎を解明規則・不規則構造の硫化物系材料の充放電反応機構の詳細解析

横浜国立大学藪内直明教授、名古屋工業大学中山将伸教授、島根大学尾原幸治教授、東北大学髙橋幸生教授、群馬大学鈴木宏輔准教授、立命館大学 SRセンター、National Synchrotron Radiation Research Center (台湾) からなる研究グループは、構造の規則・不規則性を制御したリチウム過剰系硫化物材料の充放電反応機構を実験・理論の観点から詳細に解析しました。その結果、構造の不規則化が鍵となり、硫化物イオンにおいて電子の非局在化が進行することで電子伝導性の向上と電池性能の高性能化に繋がることを明らかにしました。これは、従来層状構造の限界を超える、次世代の電...

キーワード：物質科学/放射光/反応機構/リチウムイオン電池/持続可能/持続可能な開発/局所構造/材料設計/電池/リチウム/金属材料/結晶構造/規則構造

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発表日：2025年7月14日

241

銅ナノ粒子触媒の原子レベルでの電荷状態制御に成功

─脱炭素社会に貢献する高活性・高安定なCO2還元触媒開発の指針に─

カーボンニュートラル社会の実現に向け、再生可能エネルギーを利用してCO₂を有用な有機化合物に変換する「電気化学的CO₂還元反応（CO₂RR）」は、非常に注目されている技術です。この反応の高効率化と生成物の選択率制御には、優れた電極触媒の開発が不可欠です。東北大学多元物質科学研究所の根岸雄一教授、川脇徳久准教授、Sourav Biswas助教、同大学院理学研究科の神山真帆大学院生、東京理科大学大学院理学研究科修士課程の新行内大和大学院生（研究当時）、尾上雅季氏、米国ヴァンダービルト大学のDe-en Jiang教授らの共同研究グループは、粒径約1 n...

キーワード：再生可能エネルギー/幾何構造/物質科学/ナノクラスター/電気分解/電極触媒/電気化学反応/カーボンニュートラル/持続可能/還元反応/持続可能な開発/金属ナノ粒子/電子構造/カーボン/CO2還元/ナノ粒子/構造設計/高効率化/酸化物/耐久性/電気化学/二酸化炭素/二酸化炭素/配位子

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発表日：2025年7月11日

242

プレートから上昇する水が巨大地震の破壊拡大を止め、直下型地震を引き起こす？

─東日本太平洋側の地震帯の発見が示す地震のメカニズム─

地下深くでプレートから供給され、地表へと上昇する"水"が、巨大なプレート境界地震の広がりを止める一方で、直下型地震を引き起こす可能性があることを明らかにしました。東北大学大学院理学研究科の鈴木琳大郎大学院生（研究当時）と内田直希准教授（研究当時。現在東京大学地震研究所教授）らの研究グループは、深層学習モデルを用いた大量の地震波形解析により、東日本の太平洋沿岸海域〜関東地方下に「前弧地震帯」を発見しました。この地震帯は、従来よりも浅い場所でのプレートからの脱水を示し、そこから上昇する水の経路となっています。深さ約35-75kmのプレートから出た水は、その直上のプレート境界断層を潤滑し、プレート...

キーワード：AI/ニューラルネットワーク/機械学習/深層学習/人工知能（AI）/スロースリップ/プレート境界/海底地震観測/巨大地震/太平洋プレート/地震活動/地震波/データ解析/持続可能/持続可能な開発/水みち/ニューラルネット/大地震/地震観測/波形解析/神経回路

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発表日：2025年7月10日

243

量子ダイナミクスの非線形性を解析できる新手法を開発

─新たな材料設計や量子デバイス開発などへの貢献に期待─

物質に強い刺激を与えると、入力（力や電磁場）と出力（物理量の変化）の比例関係が崩れる「非線形応答」が現れます。この非線形応答を詳しく解析することは、物質の動力学的・分光学的性質を深く理解するために欠かせません。しかし従来の手法では、複雑に入り混じった非線形応答から必要な成分だけを取り出すことは困難でした。東北大学大学院理学研究科の小野淳助教は、物理量の時系列データから非線形応答関数を抽出するための新たな理論的枠組みを構築しました。これは既存の任意の実時間シミュレーション手法に適用可能であり、従来難しかった強い電子間相互作用や多くの自由度、環境への散逸などを伴う複雑な系でも非線形...

キーワード：オープンアクセス/時系列データ/非線形/非線形応答/量子ダイナミクス/分光学/磁場/数値計算/量子デバイス/持続可能/持続可能な開発/材料設計/シミュレーション/ダイナミクス/機能性材料/動力学/非線形性/機能性/妥当性

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発表日：2025年7月10日

244

新種の磁石に光を当てる高機能な有機磁性材料の実現に期待

磁石に光を当てると、その光はどうなるでしょうか。もちろんどんな磁石でも光は反射します。そして、反射光から磁石の性質を知ることができます。では、どんな磁石からの反射光でもその性質を知ることができるかというと、これまではそうではありませんでした。近年見つかった「くっつかない」タイプの磁石がまさにそれに該当し、その解明には学術と応用の両面からの期待が高い一方で、その性質を光で調べるためには大きな壁がありました。東北大学金属材料研究所の井口敏准教授、高輝度光科学研究センターの池本夕佳主幹研究員、森脇太郎主幹研究員、関西学院大学理学部物理・宇宙学科の伊藤弘毅教授、東北大学理学研究科物理学専攻の...

キーワード：光学伝導度/放射光/スペクトル/磁性体/分子配列/持続可能/持続可能な開発/磁性材料/有機結晶/光学特性/金属材料/SPECT

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発表日：2025年7月10日

245

チューブ内でロケットにねじれた光ビームを照射して加速に成功

─ロケット費用削減や宇宙エレベーターへの活用に期待─

ミリ波ビームをロケットに照射して無燃料で打ち上げる「マイクロ波（注4）ロケット」は、次世代の低コスト宇宙輸送手段として注目されています。しかし、姿勢制御の困難さや、ビームの発散、大気密度の低下、さらにはビームを繰り返し照射した際の推力低下などの課題がありました。東北大学大学院工学研究科の高橋聖幸准教授と山田峻大大学院生（研究当時）、筑波大学数理物質系 / プラズマ研究センターの南龍太郎准教授と假家強教授、東京都立大学大学院システムデザイン研究科の嶋村耕平准教授らは、独自に開発した「マイクロ波駆動管内加速器」による推...

キーワード：導波管/無線通信/ミリ波/システムデザイン/高エネルギー/加速器/観測装置/磁場/電波望遠鏡/望遠鏡/樹脂/持続可能/持続可能な開発/マイクロ/マイクロ波/レーザー/ロケット/宇宙工学/航空宇宙工学/姿勢制御/周波数/電磁波/複合材

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発表日：2025年7月8日

246

光子１個の微弱光で最適化問題を解ける計算機の新原理を提案

─量子デジタルハイブリッドコンピューティングにおける大きな進展に期待─

東北大学大学院情報科学研究科の熊谷政仁特任助教と小林広明教授らは、NTT Research, Inc.Physics & Informatics研究所米国カリフォルニア州サニーベール、所長山本喜久)と共同で、量子光学的原理に基づいた新しいタイプの計算機「単一光子コヒーレントイジングマシン（CIM）」を提案し、その性能評価を行いました。本成果は、制約付き最適化問題(注１)に定式化される教師なし機械学習の代表的課題に対して、極めて微弱な光（平均1光子/パルス）で高い最適解探索能力を持つことを世界で初めて示したものです。...

キーワード：コンピューティング/FPGA/クラスタリング/機械学習/最適化/コヒーレント/パルス/量子もつれ/量子計測/量子光学/ノイズ/最適化問題/数値シミュレーション/単一光子/持続可能/持続可能な開発/シミュレーション/フィードバック/フィードバック制御/性能評価/組み合わせ最適化/組合せ最適化/量子力学

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発表日：2025年7月8日

247

アジア低緯度域からの放出増加により大気メタン濃度が急上昇（2020-2022年）

―多様なプラットフォームの観測データを活用した放出量推定―

国立環境研究所地球システム領域の丹羽洋介主幹研究員らの研究チームは、2020-2022年の間に地球規模で起こった大気メタン濃度の急上昇の要因を明らかにしました。研究チームによる解析の結果、この急激な濃度上昇は、主に、熱帯から北半球低緯度（南緯15度から北緯35度）にかけての湿地や水田などの農業、埋立地などにおける微生物が起源のメタン放出が増加したことによって生じたことが分かりました。また、その中でも特に東南アジアや南アジアといったアジアの低緯度地域における影響が大きいと推定されました。この結果は、地上観測局や船舶、航空機、人工衛星といった様々なプラットフォームによる観測デ...

キーワード：地球科学/海洋/地球温暖化/地球システム/衛星/数値シミュレーション/持続可能/持続可能な開発/シミュレーション/メタン/航空機/人工衛星/地球温暖化対策/水田/温暖化/微生物/ラット

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発表日：2025年7月7日

248

世界初、CMOS／スピントロニクス融合技術を活用したエッジAI向け実証チップの開発に成功しました

―従来比50倍以上のエネルギー効率改善を実証システムで確認―

NEDOは「省エネAI半導体及びシステムに関する技術開発事業」（以下、本事業）において、エッジ領域に適した高性能かつ省エネルギーな人工知能（AI)半導体デバイスの早期実現を目指して、開発を進めてきました。このたび、国立大学法人東北大学と株式会社アイシンは、磁気抵抗メモリ（MRAM）を大容量搭載したエッジ領域向け「CMOS／スピントロニクス融合AI半導体」を開発しました。OSやアプリの起動用途とメインメモリ用途を兼ねた内蔵メモリとしてCMOS／スピントロニクス融合技術を活用した、エッジAI向けアプリケーションプロセッサ搭載チップの開発は世界初となります。開発した...

キーワード：プロセッサ/電気通信/AI/人工知能（AI）/磁気抵抗/CMOS/MRAM/メモリ/半導体デバイス/エネルギー効率/持続可能/省エネ/持続可能な開発/スピン/スピントロニクス/省エネルギー/半導体

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発表日：2025年7月3日

249

宇宙を読み解く新たな知性: 量子×AIで異常なエネルギー放射現象を発見

―X線宇宙観測データと量子機械学習の融合による世界初の成果―

大阪大学大学院理学研究科の川室太希助教、立教大学の山田真也准教授、酒井優輔さん（博士後期課程）、理化学研究所の長瀧重博主任研究員、松浦俊司上級研究員、東北大学の山田智史助教らによる研究グループは、欧州宇宙機関(ESA)が運用するX線天文衛星XMM-Newtonがこれまで約24年間にもわたり取得してきた大規模な宇宙のX線変動データから、量子コンピュータと機械学習を組み合わせた量子機械学習モデルを構築し適応することで、113件の異常なエネルギー(X線)放射現象を捉えることに成功しました。近い将来、今以上に宇宙の変化を捉えるために膨大な量の動画データが取得されると考えられています。そこで...

キーワード：ニューラルネットワーク/機械学習/人工知能（AI）/量子コンピュータ/埋め込み/衛星/天文学/望遠鏡/量子ビット/持続可能/持続可能な開発/シミュレーション/ニューラルネット/短期記憶

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発表日：2025年7月2日

250

少ないデータと2個のセンサで脳卒中患者の運動を予測する技術を開発

- 物理法則を組み込んだ機械学習と時間的畳み込みネットワークを融合 -

脳卒中患者は、片側性の運動障害により非対称な歩行パターンを示し、下肢関節の運動様式の個人差が大きいことが知られています。理学療法士などのセラピストは、下肢運動の機能を評価し、リハビリテーション方針を決定しますが、正確な測定を行うには、4つ以上のセンサ（慣性計測装置：IMU）が必要となることが一般的でした。東北大学大学院工学研究科の林部充宏教授、大脇大准教授、Yan Guo大学院生（研究当時）、東北大学病院診療技術部リハビリテーション部門...

キーワード：アーキテクチャ/ニューラルネットワーク/フレームワーク/機械学習/時系列データ/加速度計/微分方程式/歩行運動/持続可能/持続可能な開発/ニューラルネット/ロボティクス/物理モデル/神経工学/TEMPO/関節/聴覚/脳血管疾患/リハビリ/歯学/理学療法/血液/リハビリテーション/脳卒中

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発表日：2025年6月30日

251

太古の海底熱水活動が生命の必須元素リンの供給源だった!?

〜35億年前の熱水変質による海底玄武岩中のリン動態を解明〜

リンはDNAやRNAなど生命に不可欠な生体分子を構成する元素です。これまで太古代の海洋ではリンが極度に枯渇していたと考えられており、初期生命がなぜリンを利用し始めたのかは未解明でした。東北大学大学院理学研究科地学専攻の塚本雄也大学院生（研究当時）、掛川武教授の研究グループは、西オーストラリアに産する約35億年前の海底を構成した岩石のコア試料を用い、当時の熱水活動により岩石からリンが著しく溶脱していたことを明らかにしました。さらに溶脱は高濃度の二酸化炭素を含む熱水によることを突き止め、当時の海底熱水活動が海洋への重要なリン供給源であった可能性を定量的に示しました。本成果は、熱水活...

キーワード：海洋/玄武岩/太古代/熱水活動/水環境/二酸化炭素/RNA/生体分子

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発表日：2025年6月30日

252

気候変動により"想定最大"が変わる

─将来、線状降水帯がもたらす最大クラスの雨とは─

近年、大雨の頻発と激甚化により、全国各地で深刻な被害が生じており、その対策は喫緊の課題となっています。東北大学大学院工学研究科の平賀優介助教の研究チームは、数値気象シミュレーション手法を用いて、線状降水帯がもたらす想定最大規模の雨を推定しました。さらに、同チームが開発した独自の手法により、気候変動の影響で、現在「最大クラス」とされる大雨が、将来さらに激化し、頻度も増す可能性があることを明らかにしました。本成果は、気候変動の影響を踏まえた「想定最大規模降雨」の推定や、現在の治水安全度の見直しに向けた議論の出発点となり、ハザードマップ・治水計画の再検討、防災対策・インフラの更...

キーワード：スーパーコンピュータ/防災対策/気候変動/持続可能/持続可能な開発/水文学/シミュレーション/ハザード/ハザードマップ/温暖化

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発表日：2025年6月27日

253

遠方銀河の二層円盤構造の同定に初めて成功幅広い宇宙年代にわたって円盤銀河の発達過程が明らかに

現在の宇宙にある多くの円盤銀河は、若い星からなる薄い円盤と年老いた星からなる厚い円盤の「二層構造」を持っています。しかし、これまでの二層構造の観測は近くの銀河に限られており、その形成過程は天文学上の大きな謎でした。東北大学大学院理学研究科の津久井崇史研究員を中心とする研究チームは、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の観測データを使い、最大100億年前にさかのぼる広範な宇宙年代にわたって存在した44個の銀河で二層構造を同定しました。銀河の過去の姿を直接捉えることで、銀河がまず厚い円盤を形成し、その後、内側に薄い円盤が形成することで二層構造となる進化の道筋が明らかになりました。さらに、薄い...

キーワード：銀河/恒星/天文学/望遠鏡/分解能/層構造/空間分解能

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発表日：2025年6月27日

254

東北大学・JR東海航空機空力シミュレーション技術で挑む次世代新幹線（超電導リニア）の空力性能向上スーパーコンピュータ「富岳」を活用した実車両走行シミュレーション

東北大学大学院工学研究科の河合宗司教授の研究チームは、スーパーコンピュータ「富岳」成果創出加速プログラム「航空機デジタルフライトが拓く機体開発DXに向けた実証研究」において、次世代の流体解析ソルバーFFVHC-ACEの開発を進めています。このソルバーは、独自の研究成果を基盤とし、これまで難しかった複雑な形状周りの高速・高レイノルズ数流れ（注4）を高精度に解析する能力を持ち、｢富岳｣上で活用することで、世界で初めて、実際の航空機フライト試験を大規模シミュレ...

キーワード：スーパーコンピュータ/圧縮性流体/持続可能/持続可能な開発/シミュレーション/宇宙工学/航空宇宙工学/航空機/大規模シミュレーション/超電導/流体解析

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発表日：2025年6月24日

255

世界初のATPプロドラッグによる健康寿命延伸の新しい可能性

―ミトコンドリア活性化によりエネルギー代謝不均衡を改善する生体エネルギー分子治療の提案―

体内のエネルギー需要と供給の不均衡は老化や加齢性疾患と関連しています。ミトコンドリアは生体のエネルギー通貨であるATPの供給を行いますが、老化によってミトコンドリア機能が低下し、様々な細胞や臓器でATPレベルの低下が起こります。しかし、ミトコンドリア呼吸（※3）を活性化し、低下した細胞内ATPレベルを回復させる薬剤は世界的にみてもほとんどなく、ミトコンドリア活性化薬開発は挑戦的な研究テーマのひとつです。今回、九州大学などの研究チームは、ミトコンドリアを活性化して細胞内ATPレベルを向上させ、抗老化作用を示す新物質の開発に成功しました。開発されたのは新規核酸プロドラッグで「proAX...

キーワード：高齢化社会/高エネルギー/物質科学/ATP合成/電子伝達/新物質/持続可能/持続可能な開発/センサー/モデル生物/生体内/哺乳類/リン酸/ストレス耐性/ATP合成酵素/プロテインキナーゼ/プロトン/細胞膜/ROS/アデノシン/酵素反応/AMPK/寿命/線維芽細胞/ATP/エネルギー代謝/キナーゼ/プロドラッグ/マウス/ミトコンドリア/活性酸素/活性酸素種/抗酸化/脂肪酸/創薬/電子伝達系/副作用/ストレス/加齢/健康寿命/高齢化/酸化ストレス/脂質/老化

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発表日：2025年6月24日

256

100℃以下の熱も高密度で蓄えられるナノシートを開発低温廃熱の回収・再利用によりカーボンニュートラル実現貢献へ

脱炭素社会の実現に向け、200℃以下の低温廃熱の有効活用が求められており、これを貯蔵し再利用する蓄熱材料の開発が課題となっています。層状二酸化マンガンは、これまで約130℃で大気中の水分子を層間に取り込む、高密度かつ高速に蓄放熱可能な材料として注目されてきました。東北大学大学院工学研究科の吉迫大輝大学院生、同大学金属材料研究所の岡本範彦准教授と市坪哲教授（日本原子力研究開発機構原子力科学研究所先端基礎研究センター耐環境性機能材料科学研究グループリーダー兼任）らの研究グループと、日本原子力研究開発機構原子力科学研究所先端基礎研究センター耐環境性機能材料科学研究グループ...

キーワード：水分子/太陽/材料科学/インターカレーション/マンガン/分子吸着/微細化/カーボンニュートラル/持続可能/省エネ/低炭素/マネジメント/持続可能な開発/ナノシート/熱電変換/カーボン/ナノメートル/金属材料/原子力/構造制御/酸化物/省エネルギー/熱輸送/機能材料/太陽熱/結晶構造

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発表日：2025年6月19日

257

新たな原子系「多価ミュオンイオン」の観測に成功

―宇宙観測検出器が捉えるエキゾチック原子の世界―

東京都立大学大学院理学研究科化学専攻の奥村拓馬准教授、理化学研究所開拓研究所の東俊行主任研究員（高エネルギー加速器研究機構量子場計測システム国際拠点特任教授）、同開拓研究所の橋本直理研ECL研究チームリーダー（仁科加速器科学研究センター理研ECL研究チームリーダー）、高エネルギー加速器研究機構量子場計測システム国際拠点の早川亮大研究員、同物質構造科学研究所の下村浩一郎特別教授、自然科学研究機構核融合科学研究所研究部プラズマ量子プロセスユニットの加藤太治教授、東北大学大学院理学研究科化学専攻の木野康志教授、同研究科天文学専攻の野田博文准教授、立教大学理学部物理学科の山田真...

キーワード：カロリメータ/核融合/原子核/高エネルギー/超伝導体/陽子/J-PARC/ミュオン/加速器/素粒子/中性子/X線分光/ニュートリノ/検出器/超伝導/天文学/温度センサー/温度応答性/電気抵抗/X線検出器/センサー/マイクロ/計測システム/分解能/量子力学/寿命/プローブ

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発表日：2025年6月18日

258

特定PFASの無害化に向けた共同研究開発を開始東北大・琉球大・クボタでNEDO先導研究プログラムに採択

東北大学多元物質科学研究所の岡弘樹准教授、琉球大学理学部海洋自然科学科の滝本大裕准教授、株式会社クボタによる提案「特定PFASの無害化・資源循環に向けた検出･分解技術の開発（以下「本研究開発」）」が、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）が公募した、2025年度「NEDO先導研究プログラム／エネルギー・環境新技術先導研究プログラム（以下「NEDO先導研究プログラム」）」に採択されました。本研究開発は、特定PFASの分解無害化においてボトルネックとなる課題解決を目標に、特定PFASの検出技術および分解技術の...

キーワード：リスク管理/産学連携/海洋/物質科学/アルキル化/ボトルネック/フッ素/資源循環/新エネルギー/スルホン酸

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発表日：2025年6月18日

259

子どもと女性の「いのち」に関する研究を加速国立成育医療研究センターが東北大学東北メディカル・メガバンク機構の戦略的パートナー第1号に

私たちの健康と病態、それらと遺伝・環境の関係などを理解する上で、一般住民を対象とする長期健康調査のデータは大変重要です。このデータの一層の活用を図るために、ToMMoでは、専門分野において卓越した研究力を持つと同時にToMMoのデータへの深い理解、セキュリティへの配慮、高度な解析スキルを持つ研究機関に対して、研究計画作成目的でのデータ閲覧を円滑に行える体制を構築し、「戦略的パートナー」として共同研究などを推進することにしました。そして、この第1号として国立成育医療研究センターを登録します。今回の登録により、三世代コホート調査をはじめとするToMMoのデータのポテンシャルを最大化し、...

キーワード：産学連携/陽子/持続可能/持続可能な開発/バイオバンク/コホート調査/スキル/コホート/子育て/子育て支援

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発表日：2025年6月14日

260

ルイ・パスツールもきっと驚く！？左右を選別するナノ光ピンセットによるキラル結晶化制御の可能性を示唆

キラリティという、右手と左手の関係のように鏡合わせの構造同士が異なる性質は、自然界に普遍的に存在し、生命の起源、創薬やスピントロニクス（注4）とも関わる重要な性質です。東北大学多元物質科学研究所の新家寛正助教と中川勝教授らの研究グループはこれまでに、円偏光（注5）照射によりMie共鳴（注6）の励振された誘電体メタ表面上で水溶液からのキラル結晶化（注7...

キーワード：水溶液/対称性/物質科学/核形成/生命の起源/磁場/直線偏光/キラル/らせん構造/円偏光/表面プラズモン共鳴/光機能/対称性の破れ/ナノ結晶/ナノ構造体/プラズモン/金属ナノ構造/表面プラズモン/誘電体/持続可能/光照射/持続可能な開発/光機能材料/光学特性/スピン/スピントロニクス/ナノ構造/ナノ粒子/屈折率/結晶化/微細加工/光ピンセット/微細加工技術/機能材料/近接場/結晶構造/創薬/細菌

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発表日：2025年6月11日

261

D-Waveと東北大学、日本における量子コンピューティングの導入と実装を加速するための戦略的パートナーシップを発表最適化、人工知能、材料シミュレーションなどの分野における量子ソリューションの新たなユースケースの創出

量子コンピューティングのシステム、ソフトウェア、サービス分野におけるリーダーである D-Wave Quantum Inc.（NYSE: QBTS、以下「D-Wave」または「当社」）と、量子アニーリング技術の研究・応用・教育において世界をリードする国立大学法人東北大学大学院情報科学研究科（以下「東北大学」）は、日本におけるアニーリング量子コンピューティング技術の導入と実装を加速することを目的とした新たな戦略的パートナーシップを発表しました。このパートナーシップのもと、両者は技術的専門知識およびプロフェッショナルサービスを共同で提供していきます。D-Wave と東北大学は、日本市場...

キーワード：コンピューティング/AI/スケジューリング/最適化/パートナーシップ/量子コンピュータ/最適化問題/持続可能/持続可能な開発/量子コンピューティング/シミュレーション/生産スケジューリング/量子アニーリング

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発表日：2025年6月10日

262

熱可塑性CFRPの破壊機構を計算と計測の融合で解明

―リサイクルできるサステナブルな次世代航空機の実現に貢献―

従来の航空機には、熱硬化性樹脂を用いた熱硬化性CFRP（注６）が広く使用されてきました。この材料は、積層構成を工夫することで所望の力学特性を実現でき、その構成によって破壊挙動が変化することも知られています。一方、近年では、高速成形が可能でリサイクル性にも優れる熱可塑性CFRPに注目が集まっています。しかし、熱可塑性CFRPにおいては、積層構成が破壊機構に与える影響についての理解が十分に進んでおらず、適用に向けた課題となっていました。東北大学大学院工学研究科航空宇宙工学専攻の龍薗一樹助教らのグループは、拡張有限要素法を用いた数値解析と力学試験中の損傷進...

キーワード：トラスト/コヒーレント/内部構造/放射光/放射光X線/太陽/耐熱性/マイクロCT/太陽光/樹脂/持続可能/炭素繊維/持続可能な開発/熱硬化性樹脂/CFRP/シミュレーション/プラスチック/マイクロ/リサイクル/宇宙工学/航空宇宙工学/航空機/数値解析/積層板/繊維強化プラスチック/炭素繊維強化プラスチック/複合材/複合材料/分解能/有限要素法/空間分解能/computed tomography/可塑性

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発表日：2025年6月9日

263

光ファイバケーブルを活用した海域・地下構造のイメージング手法を開発

─ 海域における地震波速度構造の詳細把握の実現 ─

近年、光ファイバをセンサーとして振動などを捉えるDASが地震観測などに用いられるようになってきました。この技術は、光ファイバ上を数m〜数十mという超高密度の観測点間隔で約100 kmほどの距離まで観測することが可能です。また、海底に設置されている海底光ケーブルでDAS観測を実施することで、海底における地震動の稠密観測を実現することが可能です。海底での地震動の稠密観測は，地震活動のモニタリングや地下構造のイメージングなど，多目的に応用されるようになってきています。東北大学大学院理学研究科附属地震・噴火予知研究観測センターの福島駿特任研究員らは、東京大学地震研究所篠原雅尚教授、京都大学...

キーワード：地球科学/地下構造/地球温暖化/海底ケーブル/地震活動/地震波/地震波速度/地震波速度構造/不均質構造/噴火予知/ケーブル/制御震源/センサー/センシング/モニタリング/レーザー/資源探査/周波数/地球温暖化対策/地震観測/地震動/二酸化炭素/二酸化炭素/分解能/温暖化/空間分解能

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発表日：2025年6月9日

264

「津波災害デジタルツイン」研究開発成果の社会実装検証

～宮城県「みやぎ県民防災の日」総合防災訓練に参加～

国立大学法人東北大学(注1、以下東北大学)と株式会社 RTi-cast (注2、以下 RTi-cast)は、内閣府が主導する戦略的イノベーション創造プログラム(注3、以下 SIP)の研究課題「スマート防災ネットワークの構築」(プログラムディレクター：楠浩一東京大学教授、研究推進法人：国立研究開発法人防災科学技術研究所)(注4)において研究開発中の「津波災害デジタルツイン」(研究開発責任者：越村俊一東北大学教授)の実証として、令和７年度『みやぎ県民防災の日「総合防災訓練」』に参加し、リアルタイム津波浸水予測の情報を訓練の基礎情報として提供します。「津波災害デジタルツイン」は、...

キーワード：スーパーコンピュータ/人工知能（AI）/地震津波/レジリエンス/津波災害/日本海溝/持続可能/マネジメント/持続可能な開発/東北地方太平洋沖地震/デジタルツイン/災害対応/人的被害/津波/東北地方

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発表日：2025年6月9日

265

ふりかけるだけで神経シナプスを可視化

迅速かつ簡便な標識方法開発、記憶解析や疾患研究に新たな道

我々の脳内で記憶の素子となるのは、神経細胞間の接続部分であるシナプスです。その機能を"見る"ことができれば、記憶のメカニズムの理解につながります。名古屋大学未来社会創造機構、大学院工学研究科の清中茂樹教授、曽我恭平博士後期課程学生らのグループは、東北大学多元物質科学研究所の南後恵理子教授らのグループとの共同研究で、記憶や学習に必須な神経伝達物質受容体のAMPA型グルタミン酸受容体（以下、AMPA受容体）の可視化分子を開発しました。脳内の情報伝達はシナプスという神経細胞間の接続部分で行われ、記憶が刻まれる際にはシナプスのつながりに強弱がつくことが知られています。...

キーワード：物質科学/持続可能/持続可能な開発/グルタミン酸受容体/シナプス/AMPA受容体/細胞膜/可塑性/神経伝達物質/動態解析/アルツハイマー病/イオンチャネル/グルタミン酸/シナプス可塑性/プローブ/受容体/神経細胞/神経疾患/早期発見

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発表日：2025年6月6日

266

ジベレリンによる地下茎腋芽の発達制御植物ホルモンによる地下茎の制御機構を野生イネで解明

地面を埋め尽くす芝や、いつの間にか敷地内に侵入してくるタケは、種子散布ではなく地下茎を介した栄養繁殖により、急速に占有空間を拡大します。地下茎は地中でいくつにも分岐し、地中である程度伸長すると地上に出て、また新たな地下茎を生み出すという成長を繰り返します。この成長様式には、茎のもとになる腋芽の角度が重要です。東北大学大学院生命科学研究科の別所-上原奏子助教と、名古屋大学、理化学研究所、中部大学の研究グループは、地下茎で増える野生イネ（Oryza longistaminata）と種子で増える一般的な栽培イネ（O. sativa）を比較することで、O....

キーワード：気候変動/細胞伸長/生存戦略/持続可能/持続可能な開発/エタノール/biosynthesis/植物ホルモン/環境ストレス/イネ/TEMPO/ストレス耐性/バイオエタノール/ホルモン/形態形成/ストレス/遺伝子

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発表日：2025年6月4日

267

海域で発生するスロー地震を見逃さない！機械学習を用いて日本海溝のテクトニック微動をモニタリングする手法を開発

国立研究開発法人産業技術総合研究所（以下「産総研」という）活断層・火山研究部門寒河江皓大特別研究員らは、国立大学法人東北大学大学院理学研究科加納将行助教と共同で、機械学習を用いてテクトニック微動を高感度に検出する解析フローを開発し、日本海溝に設置された地震観測網で得られたデータに適用しました。プレート境界などに蓄積された地殻のひずみが、断層すべりによって瞬間的に解放される現象を地震といいます。通常の地震に対して、断層がゆっくりとすべる現象をスロー地震と呼びます。スロー地震は、発生する地震波の周期などに応じていくつか...

キーワード：機械学習/活断層/プレート境界/巨大地震/地震学/地震計/地震波/日本海溝/東北地方太平洋沖地震/スロー地震/ひずみ/モニタリング/大地震/地震観測/東北地方

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発表日：2025年6月4日

268

青色グアイアズレン色素の水溶性と酸安定性向上に成功青色着色料として食品など幅広い展開に期待

化粧品の着色剤などに用いられる環式炭化水素のグアイアズレンは、従来の天然由来の青色色素よりも彩度の高い青色を示し、医薬品にも採用されるなど高い安全性も確認されているため、青色色素としての食品の着色料への応用が期待されています。しかし、疎水性および酸性条件下での不安定性といった特徴が、水溶性の低下や劣化による青色の消失につながるため、食品の着色料への展開における障壁となっています。これまで、高い水溶性、酸性条件における高い安定性を併せもつ青色のグアイアズレン化合物の合成は成功していませんでした。東北大学大学院工学研究科の木下耀大学院生および多元物質科学研究所の岡弘樹准教授らと日東紡績...

キーワード：物質科学/機能性分子/アミン/持続可能/持続可能な開発/水環境/親水性/機能性/炭化水素/官能基/誘導体

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発表日：2025年6月3日

269

燃料を使わずトラクターミリ波ビームでロケットに推進力を与える実証実験に成功

─地球と地球外惑星からのロケット打ち上げに期待─

ミリ波ビームをロケットに照射して無燃料で打ち上げる「マイクロ波ロケット」は、次世代の低コスト宇宙輸送システムとして注目されています。しかし、照射されたビームの射線上にプラズマが残留し、ビームを繰り返し照射した際に推力が低下するという課題がありました。東北大学大学院工学研究科の高橋聖幸准教授と山田峻大大学院生（研究当時）、筑波大学数理物質系 / プラズマ研究センターの南龍太郎准教授と假家強教授、東京都立大学大学院システムデザイン研究科の嶋村耕平准教授らは、独自に開発した「トラクターミリ波ビーム推進機」の推力生...

キーワード：無線通信/ミリ波/システムデザイン/パルス/高エネルギー/衛星/観測装置/磁場/電波望遠鏡/望遠鏡/惑星/樹脂/レンズ/持続可能/持続可能な開発/フッ素/マイクロ/マイクロ波/レーザー/ロケット/宇宙工学/航空宇宙工学/実証実験/周波数/電磁波/エチレン

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発表日：2025年6月3日

270

次世代半導体材料SnSの大面積単層結晶の合成技術を確立

─光電融合デバイスや高速情報処理技術への応用が期待─

原子1層（単層）で構成される「二次元物質」は、次世代半導体材料として注目され、研究開発が活発に進められています。これらの材料は優れた光電特性を備えており、なかでも電子の磁気的性質（スピン）を「電子スピン波」として活用することで、光電融合デバイスや高速情報処理技術への応用が期待されています。地球上に豊富に存在し毒性もないスズ（Sn）と硫黄（S）の化合物である二次元原子層物質の硫化スズ（SnS）は、このような新奇スピン機能の発現が期待される材料の一つです。その特性を発揮するには単層であることが不可欠ですが、これまで大面積の単層SnSを得るのは困難でした。東北大学大学院工学研究科の小山和...

キーワード：コンピューティング/スピン軌道相互作用/二次元物質/放射光/二次元材料/原子層/原子層物質/前駆体/スピン波/半導体材料/持続可能/持続可能な開発/量子コンピューティング/単結晶/CVD/スピン/スピントロニクス/結晶成長/半導体

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発表日：2025年6月2日

271

機械学習が解き明かす新たな水素化反応メカニズム

―超高密度水素貯蔵材料開発への画期的突破口―

東京大学大学院工学系研究科の佐藤龍平助教と、東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）所長・折茂慎一教授（金属材料研究所兼務）、李昊教授、ケンブリッジ大学クリスピッカード教授らによる国際研究チームは、最先端の機械学習を駆使して「スーパーハイドライド」と呼ばれる超高密度水素化物の合成反応を再現することに成功しました。研究チームは、未知の反応経路にも対応可能な高度な機械学習ポテンシャルを第一原理計算に基づいて構築し、カルシウム水素化物（CaH₂）が高温・高圧環境下でカルシウムスーパーハイドライド（CaH₄）へと劇的に変化する過程を分子動力学シミュレーショ...

キーワード：機械学習/分子動力学シミュレーション/超伝導/水素化反応/反応機構/水素分子/材料科学/超伝導材料/カーボンニュートラル/持続可能/液状化/持続可能な開発/水素化物/電子状態/カーボン/シミュレーション/金属材料/水素化/第一原理/第一原理計算/動力学/分子動力学/量子力学/カルシウム

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発表日：2025年6月2日

272

革新的な軟磁性材料の創出

-超低損失と高飽和磁束密度を両立した軟磁性ナノ結晶圧粉コアの開発に成功-

株式会社トーキン（代表取締役社長：片倉文博本社：宮城県白石市）は、文部科学省の「革新的パワーエレクトロニクス創出基盤技術研究開発事業（JPJ009777）」において、国立大学法人東北大学多元物質科学研究所の岡本聡教授らとの共同研究により、次世代パワーエレクトロニクスを支える革新的な軟磁性ナノ結晶圧粉コアの開発に成功しました。この新材料は、従来材料を大きく上回る超低損失と高飽和磁束密度の両立を実現し、電力変換機器の高効率化・小型化を加速させるキーデバイスとして、今後の社会に重要な役割を果たすことが期待されます。本研究の成果は2025年5月23日、 Acta Materialiaにて...

キーワード：物質科学/ナノ結晶/電力変換/持続可能/持続可能な開発/磁性材料/パワーエレクトロニクス/高効率化

他の関係分野：工学

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発表日：2025年5月29日

273

東北大学大学院理学研究科「次元融合ナノ物質科学寄附講座」が第二期を開始株式会社深松組の寄附によって実現した革新的なナノカーボン材料に関する寄附講座

2021年、東北大学大学院理学研究科（現研究科長：都築暢夫）は、株式会社深松組（代表取締役社長：深松努）の寄附により「次元融合ナノ物質科学」に関する寄附講座を開設しました。深松組はかねてから環境問題に強い関心を持ち、基礎科学の発展こそ環境問題の根源的な課題解決に至るとの考えのもと、この度、基礎科学を推進する目的で東北大学大学院理学研究科に寄附をいただいたものです。本寄附講座は2016年度から2021年度まで東北大学学際研究重点拠点「新奇ナノカーボン誘導分子系基盤研究開発センター」が築き上げた研究成果を基盤としています。同センターでは、本研究科が中心部局となり、次世代機能性材料...

キーワード：学際研究/物質科学/太陽/ナノ物質/持続可能/ナノカーボン/持続可能な開発/太陽電池/電池/カーボン/シリコン/リチウム/環境問題/機能性材料/機能性/カーボン材料/サッカー/フラーレン

他の関係分野：環境学総合理工工学農学医歯薬学

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発表日：2025年5月28日

274

構造変換機能を示す三回対称性の超分子集合体開発に成功

─ センサー、メモリ、省エネデバイスなどへの応用展開に期待 ─

有機材料は、その分子集合様式や分子間に働く様々な相互作用を化学的に制御することによって多彩な機能を引き出すことができます。現在の電子デバイスのほとんどはシリコンに代表される無機材料で作られていますが、有機材料に置き換えることによって、柔らかくて曲げに強い、真空装置がいらない印刷技術で、短時間で製造できるなど様々な利点があります。東北大学多元物質科学研究所の笠原遥太郎助教、出倉駿助教と芥川智行教授および信州大学学術研究院理学系の武田貴志准教授らの研究グループは、三回対称性を持つ有機分子が形成する超分子集合体を用いて、溶媒条件により一次元ナノファイバー（NF）構造...

キーワード：水素結合ネットワーク/対称性/物質科学/分子構造/アミド/分子集合体/有機分子/ファイバー/ファンデルワールス力/メモリ/電子デバイス/有機材料/持続可能/省エネ/無機材料/持続可能な開発/ナノファイバー/光学特性/シリコン/センサー/構造変換/超分子/分子集合/分子設計

他の関係分野：化学総合理工工学総合生物医歯薬学

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発表日：2025年5月27日

275

不安定な必須微量元素セレンの安定な生体貯蔵法

セレン欠乏に対する安定なセレン代謝利用の分子機構

セレンは様々な食品に含まれており、必須微量元素として生体内恒常性維持に役立っています。しかしセレンは適正な摂取範囲（至適範囲）が狭く、欠乏すると男性不妊や神経障害の原因となり、過剰となると毒性を示し生理機能不全の原因となります。東北大学大学院薬学研究科の市川敦也大学院生、外山喬士准教授、斎藤芳郎教授らの研究グループは、生命体がセレン代謝のバランスを維持・調節する仕組みを解明しました。摂取したセレンは肝臓でセレノプロテインPという分泌タンパク質に作り変えられ、血液中に分泌されます。研究グループは、このセレノプロテインPは、受容体ApoER2と結合して組織・細胞の中に取り込ま...

キーワード：セレン/微量元素/悪性化/オルガネラ/加水分解/水分解/リサイクル/生体内/システイン/加水分解酵素/抵抗性/治療抵抗性/男性不妊/生理機能/分子機構/悪性腫瘍/アミノ酸/オートファジー/タンパク質分解/リソソーム/活性酸素/活性酸素種/血液/受容体/生体分子/組織・細胞/創薬/ストレス/メタボリックシンドローム/酸化ストレス/糖尿病/老化

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発表日：2025年5月26日

276

ぐるぐる回る分子の "向き"と"形"を制御した電気応答を実現

─従来より高密度に情報記憶できる素子への応用に期待─

私たちの暮らしを支えるスマートフォンやコンピュータの性能向上には、同じ大きさの中により多くの情報を記憶できる新しい材料技術が求められています。東北大学多元物質科学研究所の研究グループは、固体のように形を保ちながら、内部の分子が液体のように回転する物質「柔粘性結晶」において、電気を加えることで分子の向きや形が変化し、その状態を保持できるユニークな電気応答現象を初めて捉えました。これは、分子の「向き」と「形」という二つのスイッチを電気で操作するようなもので、従来の記憶素子よりも多くの情報を扱える「多値メモリ」の実現に道を開くものです。この成果は、情報化社会のさらなる発展に貢献する基礎と...

キーワード：結晶格子/物質科学/ナノマテリアル/液晶/メモリ/誘電体/持続可能/持続可能な開発/強誘電体/機能性材料/機能性/可塑性/スマートフォン

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発表日：2025年5月26日

277

太陽系の「石のタイムカプセル」の"模様"を数値計算で再現！

〜小惑星や隕石に含まれる不思議な形をした鉱物の結晶成長過程の解明へ〜

名古屋市立大学三浦均准教授、東北大学中村智樹教授、森田朋代大学院生、渡邉華奈大学院生、中国科学院・立命館大学土`山明教授、北海道大学木村勇気教授、宇宙航空研究開発機構小山千尋研究開発員らの共同研究グループは、小惑星や彗星、隕石などの地球外物質に含まれるミリメートルサイズの球状粒子「コンドリュール」が溶融状態から急冷凝固する過程の数値シミュレーションを行い、特異な形の鉱物「棒状カンラン石」の結晶成長過程を世界で初めて理論的に再現しました。本研究成果により、今後、国際宇宙ステーションにおける微小重力環境下でのコンドリュール再現実験と合わせて、初期太陽系における物質進化過程や惑星形成過程...

キーワード：物質科学/コンドリュール/国際宇宙ステーション/小惑星/数値シミュレーション/数値計算/星形成/太陽/太陽系/惑星/惑星形成/彗星/隕石/シミュレーション/結晶成長/微小重力/微小重力環境

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発表日：2025年5月26日

278

身体に宿る"知能"を活かすミズクラゲサイボーグ小さなAIモデルによる泳ぎの予測に成功！

過酷な災害現場などでの調査への活用を目指した、生物の運動能力と電子制御を組み合わせた「生物サイボーグ」の研究が注目されています。東北大学大学院工学研究科の大脇大准教授、山形県鶴岡市立加茂水族館の池田周平飼育課係長、奥泉和也館長、東京大学大学院情報理工学系研究科のAUSTIN MAX PHILIP（オースティンマックスフィリップ）特任助教、中嶋浩平准教授の研究グループは、ミズクラゲの筋肉に電気刺激を与えることで泳ぎを誘導し、その動きをシンプルな人工知能（AI）で予測する技術の開発に成功しました。そこに独自の3次元運動計測装置と筋肉電気刺激装置を組み合わせることで、自発的な遊泳リズ...

キーワード：運動計測/AI/人工知能（AI）/海洋/臨界現象/自己組織/リザバー計算/持続可能/持続可能な開発/ロボット/ロボティクス/柔軟構造物/環境保全/生体組織/組織化/運動能力/筋肉/電気刺激/イミン

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発表日：2025年5月24日

279

地球内部の水・マグマをとらえ、地震や火山の仕組みに迫る

――地震波と電気伝導度の統合解析による東北地方の地下イメージング――

東京大学地震研究所の岩森教授らの研究グループは、地震や火山活動に重要な役割を果たす「地球内部の水・マグマ」の3Dマッピングに成功し、マグマ―水―地震の関連性を明らかにしました。本研究では、東北地方中央部における地震波と電気伝導度の稠密観測および統合解析に基づき、水（ここでは、「地下深部の水溶液流体」の略称として用いる）と玄武岩質マグマ、安山岩質マグマの識別・定量的マッピングに初めて成功しました。これまでの研究は、地震波速度または電気伝導度のいずれか、あるいは両者の定性的組み合わせに基づいていたため、水・マグマの量や種類の推定に大きな不確実性がありました。本研究の統合解析により、地下...

キーワード：不確実性/空間分布/火山噴火/水溶液/マグマ/火山活動/玄武岩/地球内部/地震波/地震波速度/電気伝導度/噴火予知/持続可能/持続可能な開発/電気伝導/マッピング/東北地方

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発表日：2025年5月24日

280

『神戸製鋼所×東北大学先端半導体用素材･プロセス技術共創研究所』を設立

―KOBELCO×東北大学の共創で、半導体素材・プロセス開発を推進―

国立大学法人東北大学（所在地：宮城県仙台市、総長冨永悌二、以下「東北大学」）と株式会社神戸製鋼所（所在地：兵庫県神戸市、代表取締役社長勝川四志彦、以下「神戸製鋼所」）は、2025年6月1日に『神戸製鋼所×東北大学先端半導体用素材・プロセス技術　共創研究所』（以下「共創研究所」）を東北大学青葉山キャンパス内に設置し、活動を開始いたします。近年、半導体技術は急速に進化しており、これに伴い素材・部材の開発および製造プロセスにおいても新しい技術が求められています。本共創研究所では、半導体市場や技術の変化点を捉え、東北大学の世界トップレベルの半導体関連...

キーワード：産学連携/情報発信/持続可能/持続可能な開発/半導体/医工学

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発表日：2025年5月24日

281

抗がん剤カルボプラチンによる新たな転移リンパ節治療法を確立

― リンパ系送達法の最適化で長期抑制効果 ―

がんの進行に伴うリンパ節転移は、遠隔転移の起点となることから、早期かつ選択的な治療介入が求められます。本研究で用いたカルボプラチンは、プラチナ化合物に分類される低分子薬剤の抗がん剤であり、肺がんや卵巣がんをはじめとする多くのがん種で広く使用されています。しかし、転移リンパ節では腫瘍の進展により血管やリンパ洞が消失する局所欠損が生じるため、血管経由での薬剤送達には限界があり、特に初期のリンパ転移に対して十分な効果が得られないという課題がありました。東北大学大学院医工学研究科の小玉哲也教授らによる研究グループは、薬剤をリンパ流に乗せて標的リンパ節...

キーワード：最適化/化学物質/物質科学/高浸透圧/浸透圧/持続可能/持続可能な開発/医工学/リンパ節転移/卵巣/卵巣がん/モデルマウス/歯学/がん治療/シスプラチン/マウス/抗腫瘍効果/合成化学/副作用/抗がん剤/低侵襲/肺がん

他の関係分野：情報学環境学生物学工学総合生物医歯薬学

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発表日：2025年5月22日

282

温度が変化しても安定した信号を計測できる高分子薄膜を開発

日々の健康状態をより正確に把握する次世代バイオセンサとして、生体親和性に優れ、水中でも安定して動作する有機電気化学トランジスタ（OECT）が近年注目を集めています。東北大学大学院工学研究科の金田一修平大学院生（研究当時）、山本俊介客員准教授（京都大学大学院工学研究科准教授）、三ツ石方也教授らは、静岡大学工学部、米国ワシントン大学化学科と共同で、OECTの高機能化に取り組み、温度が変化しても安定して動作する素子の作製に成功しました。これは、従来用いられてきた導電性高分子に温度応答性高分子を混合し、さらに適切な...

キーワード：化学物質/埋め込み/スチレン/ポリスチレン/ポリマーブレンド/高分子/高分子化学/高分子薄膜/導電性高分子/トランジスタ/ポリエチレン/絶縁体/持続可能/持続可能な開発/温度応答性/電気伝導/プラスチック/ポリマー/高分子材料/電気化学/電気伝導率/導電性/半導体/有機電気化学/生体計測/エチレン/温度応答性高分子

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発表日：2025年5月21日

283

燃料不要ロケットの打ち上げ実証に成功

─ レーザーで推進エネルギーを継続的に供給 ─

地上からロケットにレーザーを照射して推進力を与える「レーザー推進」は、燃料を搭載せずに打ち上げ可能な新しい方式として注目されています。しかし、機体をレーザーの軸上に乗せ続けることが難しく、安定した飛行を実現するには課題がありました。東北大学大学院工学研究科の高橋聖幸准教授、速館佑弥大学院生（研究当時）、大阪公立大学大学院工学研究科の森浩一教授、東北大学流体科学研究所の早川晃弘准教授らは、独自に開発した「複数放物面レーザー推進機」の打ち上げ実験を行い、繰り返しパルスレーザーの照射により、機体全長約15 mmの約7倍の高度110 mmまで自由飛行させることに成功しました。さらに、安定飛...

キーワード：トラッキング/パルス/パルスレーザー/レーザー照射/持続可能/持続可能な開発/レーザー/ロケット/宇宙工学/航空宇宙工学

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発表日：2025年5月21日

284

薬剤を2,000倍濃縮して閉じ込める！

～新しい薬剤キャリア（無機ナノ粒子カプセル化技術）を開発～

北海道大学電子科学研究所の三友秀之准教授（研究当時：東北大学多元物質科学研究所兼務）、居城邦治教授、谷地赳拓博士研究員（現在：東北大学多元物質科学研究所助教）、理化学研究所放射光科学研究センターの米倉功治グループディレクター（東北大学多元物質科学研究所教授兼務）らの研究グループは、無機ナノ粒子を構成要素としたナノサイズの中空カプセル構造体を作製する新たな技術を開発しました。本研究で開発された中空カプセル（直径100 nm）は、薬剤を内包し、標的とする疾患部位へ適切に薬剤を送達するドラッグデリバリーキャリアとしての応用が期待されます。これまで、リポソームや高分子材料を用いた有機系...

キーワード：水溶液/物質科学/閉じ込め/相分離/放射光/磁場/金ナノ粒子/高分子/微小液滴/キャリア/赤外光/持続可能/酸化鉄/持続可能な開発/ナノサイズ/ナノ粒子/高分子材料/ナノカプセル/機能性/クエン酸/副作用

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発表日：2025年5月21日

285

建物屋根70％への太陽光パネル設置で電力自給率85％と試算

─電気自動車を蓄電池にして実現─

東北大学大学院環境科学研究科の小端拓郎准教授らの研究グループは、日本全国1741市町村を対象に、住宅などの屋根上太陽光パネルと電気自動車（EV）を組み合わせて家庭の電力をまかなうシミュレーションを行い、大幅な脱炭素効果を明らかにしました。屋根の有効面積の約70%に太陽光パネルを設置し、EVの車載電池を家庭用蓄電池として活用することで、各地域の電力需要を平均85%まで自給可能になり、CO2排出量を87%削減できると試算しています。特に地方の地域ではほぼ100%に近い自給も可能であり、都市部に比べ格段に高い自給率が達成できることが分かりました。本研究成果は、再生可能エネルギ...

キーワード：再生可能エネルギー/太陽/太陽光/蓄電池/持続可能/CO2排出量/持続可能な開発/電池/シナリオ/シミュレーション/自動車/電気自動車/二酸化炭素

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発表日：2025年5月19日

286

＼「隠れた色素」の働きを解読／クリプトクロム光受容タンパク質による光応答シグナル伝達の中間体構造を解明

台湾大学のManuel Maestre-Reyna助理教授、ドイツ・フィリップ大マールブルグのLars-Oliver Essen教授、大阪大学大学院基礎工学研究科の山元淳平准教授、台湾中央研究院・生物化學研究所の蔡明道特聘研究員らは、理化学研究所の別所義隆客員研究員、公益財団法人高輝度光科学研究センターの大和田成起主幹研究員、東北大学の南後恵理子教授、京都大学の岩田想教授、兵庫県立大学の當舎武彦教授、名古屋大学の梅名泰史准教授、およびグルノーブル・アルプ大学、欧州シンクロトロン放射光研究所の研究者らとの国際共同研究にて、緑藻類をはじめとした植物やハエの内に存在する青色光受容タンパク質であるク...

キーワード：X線自由電子レーザー/コヒーレンス/パルス/自由電子レーザー/非線形/物質科学/SPring-8/加速器/酸化還元状態/放射光/分子構造/芳香族/励起状態/アニオン/酸化還元酵素/X線結晶構造解析/結晶構造解析/光応答/光受容/光受容タンパク質/青色光/シンクロトロン放射/シンクロトロン放射光/パルスレーザー/クロム/原子分解能/光励起/非線形光学/持続可能/還元反応/持続可能な開発/フェムト秒/マイクロ/レーザー/酸化還元/電子ビーム/半導体/分解能/X線結晶構造/リン酸/結晶構造/立体化学/クリプトクロム/ビタミン/空間分解能/アデノシン/分子機構/光遺伝学/アミノ酸/ラジカル/構造変化/立体構造/ツール開発/遺伝学/概日リズム

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発表日：2025年5月16日

287

次世代形状記憶合金の相変態機構を解明

～形状回復とエネルギー吸収性能を活かした応用に期待～

次世代の形状記憶合金として期待されるCu-Al-Mn系形状記憶合金は、原料が安価で加工しやすく、良好な超弾性を発現することから、耐震用構造材料や医療用デバイスなど幅広い分野での応用が期待されています。近年、この合金を単結晶化すると大きな形状回復を示すことが報告されていましたが、そのメカニズムは明らかとなっていませんでした。長崎大学大学院総合生産科学研究科の赤嶺大志准教授（前九州大学大学院総合理工学研究院助教）と、九州大学大学院総合理工学府修士2年の高松凌氏（研究当時。現株式会社デンソー）、九州大学の西田稔名誉教授、東北大学学際科学フロンティア研究所の許勝助教、東北大学大学院工学研...

キーワード：X線回折/放射光/放射光X線/材料科学/原子分解能/マンガン/持続可能/エネルギー吸収/持続可能な開発/マルテンサイト/マルテンサイト変態/形状記憶効果/相変態/単結晶/超弾性/電子回折/アルミニウム/形状記憶合金/結晶化/電子顕微鏡/電子顕微鏡観察/透過電子顕微鏡/分解能/結晶構造/構造変化

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発表日：2025年5月16日

288

新しい「核分裂」の発見！ 99番元素アインスタイニウムが導く元素の世界

―超重元素の存在限界と宇宙での元素合成の理解へ―

原子核の核分裂は、原子力エネルギー利用を支える基本的な現象であり、また基礎科学においては超重元素の存在限界を決め、天体において、鉄より重い元素が作られる核反応過程に影響を与えるなど、重要な現象です。そのため、核分裂は原子力エネルギー利用と科学的重要性から80年以上研究されています。原子核を「電荷を帯びた液滴」と考える古典モデル（液滴模型）では、核分裂によって２つの等しい質量の核分裂片が生成します。一方、原子核の中では、中性子や陽子の運動に由来する殻構造のため、原子核は大小２つの質量の異なる核分裂片に分裂する経路（モード [1]）が発達していることがウラン（236...

キーワード：原子核/高エネルギー/中性子過剰核/陽子/ヘリウム/加速器/中性子/同位体/内部構造/元素合成/エネルギー利用/ウラン/核分裂/原子力/原子力エネルギー/量子ビーム

他の関係分野：工学

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発表日：2025年5月16日

289

PTFEのマテリアル・リサイクル法の提案

－塩との混合で、強固な分子鎖集合をゆるませることに成功－

東京科学大学（Science Tokyo）理学院化学系の火原彰秀教授、西村祥吾大学院生、仙波祐太学部生、京都大学化学研究所環境物質化学研究系の長谷川健教授、大貫友椰大学院生、東北大学多元物質科学研究所の加納純也教授、Li Yao大学院生らは、従来困難であったポリテトラフルオロエチレン（PTFE）の新しいマテリアル・リサイクル法（用語1）を提案しました。代表的なフッ素ポリマーであるPTFEは、撥水撥油材料として日常生活器具や、半導体加工現場で利用されています。PTFEは、有機フッ素鎖の特徴である強い分子鎖集合を持つため、化学的に安定で耐摩耗性や耐腐食性があり有用ですが、加工...

キーワード：物質科学/X線回折/赤外分光/赤外分光法/持続可能/持続可能な開発/フッ素/ポリマー/リサイクル/熱分解/半導体/エチレン/炭化水素/SPECT/ナトリウム/日常生活/分子集合

他の関係分野：化学総合理工工学農学医歯薬学

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発表日：2025年5月15日

290

赤ちゃん星がガスを食べて成長する様子を大規模３次元シミュレーションで世界初観測！

―星の誕生メカニズムと太陽系起源の解明に期待―

大阪大学大学院理学研究科の髙棹真介助教（研究当時。現：武蔵野美術大学准教授）、京都大学の細川隆史准教授、東北大学の富田賢吾准教授、国立天文台の岩﨑一成助教らの研究グループは、原始星の内部構造と周囲のガス円盤、さらに磁場の影響も考慮した世界初の大規模3次元シミュレーションに成功しました。これにより、原始星がどのように成長するのかについての理解が大きく進展しました。原始星は、まわりを回転している原始惑星系円盤のガスを食べて成長します。このプロセスは非常に複雑で、シミュレーションによる調査が必須です。しかし、原始星とガス円盤の"境界領域"ではガスの密度や速度などが急激に変化するため、シ...

キーワード：太陽フレア/物質科学/内部構造/原始星/原始惑星系円盤/磁場/衝撃波/星形成/太陽/太陽系/天文学/惑星/隕石/持続可能/持続可能な開発/3次元構造/シミュレーション/大規模シミュレーション

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発表日：2025年5月14日

291

鉄系超伝導体を用いて強磁場下で超伝導ダイオード効果を観測

―ボルテックスに由来する整流効果の仕組みを解明―

大阪大学大学院理学研究科の小林友祐さん（当時博士前期課程2年）、塩貝純一准教授、松野丈夫教授、東北大学金属材料研究所の野島勉准教授らの共同研究グループは、鉄系超伝導体のひとつであるセレン化・テルル化鉄Fe(Se,Te)を用いることで、数～十数テスラの強磁場において、超伝導ダイオード効果※１を示す超伝導素子を実現しました。Fe(Se,Te)は、母物質であるFeSeと比較して高い超伝導臨界パラメータ※２と強いスピン軌道相互作用※3を示すことが知られていますが、これまで本物質のこれらの特徴を活かした超伝導ダイオード効果の報...

キーワード：アナロジー/セレン/スピン軌道相互作用/強磁場/対称性/超伝導体/鉄系超伝導/鉄系超伝導体/揺らぎ/量子化/磁場/超伝導/空間反転対称性/渦電流/持続可能/温度依存性/持続可能な開発/スピン/金属材料/半導体

他の関係分野：情報学環境学総合理工工学

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発表日：2025年5月14日

292

CO₂と廃棄物から生まれる次世代SiC 東北大学×住友商事がカーボンリサイクル型SiC合成技術を共同開発

自動車や半導体分野の省エネルギー化を背景に、炭化ケイ素（SiC）は次世代パワー半導体材料（注5）として注目されており、需要が急速に拡大しています。特に電気自動車（EV）や再生可能エネルギー機器の高効率化に貢献する素材として期待されています。一方で、従来のSiC製造プロセスでは、高温での加熱に伴う大量のエネルギー消費やCO2排出が課題です。また、シリコンウエハ製造過程で排出されるシリコンスラッジの再利用も課題となっています。こうした背景のもと、2050年のカ...

キーワード：温室効果ガス/再資源化/再生可能エネルギー/地球温暖化/温室効果/ケイ素/切削/シリコンウエハ/GaN/高電圧/窒化ガリウム/半導体材料/エネルギー消費/カーボンニュートラル/持続可能/省エネ/持続可能な開発/半導体産業/環境負荷低減/カーボン/SiC/シリコン/リサイクル/環境負荷/高効率化/自動車/省エネルギー/地球温暖化対策/電気自動車/二酸化炭素/二酸化炭素/廃棄物/半導体/温暖化

他の関係分野：環境学化学工学農学

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発表日：2025年5月14日

293

前期白亜紀の海洋無酸素事変は遠洋の深海域まで及んでいなかった事を解明

-海洋無酸素事変の規模見直しを迫る成果-

地球史上において、海洋が無酸素化する海洋無酸素事変（Oceanic Anoxic Event、以下OAE）が何度も発生していた事が知られています。OAEの発生には急激な温暖化が関連している場合が多く、温暖化が人類共通の課題となっている現代において、過去のOAEが生態系や海洋循環に与えた影響を正確に評価する事は非常に重要です。しかし、白亜紀前期の1億1955万年前から111.6万年間続いたOAE 1a注１において、無酸素状態が遠洋の深海域まで達したかどうかは未確定でした。北海道の北東部に分布する常呂帯は、ジュラ紀から白亜紀に海底で形成した堆積岩や火成岩からなりま...

キーワード：海洋/ホットスポット/マグマ/マンガン酸化物/マントル/火山活動/海洋無酸素事変/上部マントル/堆積岩/堆積物/中央海嶺/同位体/熱水活動/白亜紀/化学組成/同位体比/深海底/マンガン/持続可能/海洋循環/持続可能な開発/酸化物/二酸化炭素/生態系/温暖化/生物生産/オスミウム

他の関係分野：環境学生物学工学農学医歯薬学

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発表日：2025年5月12日

294

血糖値測定用の電極を開発

血液ガス分析装置の小型化に貢献する貴金属フリーかつ夾雑物除去機構フリーのグルコースセンサー

国立研究開発法人産業技術総合研究所（以下「産総研」という）化学プロセス研究部門伊藤徹二主任研究員、長谷川泰久副研究部門長らは、株式会社テクノメディカ吉田朗子主任、国立大学法人東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）西原洋知教授（多元物質科学研究所、環境科学研究科兼務）、富士シリシア化学株式会社井澤謙一研究開発グループリーダー、日本電子株式会社作田裕介副主査らと共同で、貴金属を使わない電極を用いて、血液中の夾雑物(...

キーワード：溶存酸素/物質科学/グルコース/材料科学/貴金属/持続可能/持続可能な開発/グラフェン/コーティング/シリカ/センサー/多孔質/電気化学/ビタミンC/アスコルビン酸/ビタミン/血液

他の関係分野：環境学生物学工学農学医歯薬学

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発表日：2025年5月9日

295

宇宙誕生期を過ぎても巨大ブラックホールが生まれたことを理論で解明

─銀河とブラックホール進化の関わりの理解に光─

超大質量ブラックホールの起源は、天文学の長年の謎です。従来の理論では金属を含まない特殊な環境下でのみ形成可能とされ、それらの理論で説明できるブラックホールの数に限界がありました。東北大学大学院理学研究科の鄭昇明特任助教と大向一行教授らは、最新のシミュレーション技術を用いて、金属を含む現実的な宇宙環境でも巨大ブラックホールが形成可能であることを明らかにしました。多くの分裂が起こりながらも、それらが合体することで重いブラックホールが育つという新しい形成メカニズムを示す成果です。さらに金属量が多い場合には星団が形成されることを示し、ブラックホールと球状星団と...

キーワード：ヘリウム/ブラックホール/巨大ブラックホール/銀河/数値シミュレーション/太陽/大質量星/天文学/構造形成/シミュレーション/ダイナミクス

他の関係分野：化学工学

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発表日：2025年5月9日

296

あえて「臭く」進化した花たちのニオイを生み出す仕組みを解明

-虫を呼ぶために複数の植物で収斂進化していた！-

国立科学博物館（館長：篠田謙一）の研究主幹　奥山雄大（植物研究部・筑波実験植物園/東京大学大学院理学系研究科准教授兼任）は、国立遺伝学研究所、昭和医科大学、長野県環境保全研究所、宮崎大学、東北大学、情報・システム研究機構ライフサイエンス統合データベースセンター、龍谷大学、慶應義塾大学との共同研究により、腐った肉のような臭いニオイで昆虫をだまして花粉を運ばせる（腐肉擬態）花が、臭いニオイの成分「ジメチルジスルフィド*1」を生み出すメカニズムを解明し、またその機能を獲得する進化がわずかなアミノ酸置換でもたらされることを実験的に示すことに成功しました。さらにそのメカニズムを担...

キーワード：バクテリア/スルフィド/花粉/環境保全/アミノ酸置換/アミノ酸/遺伝学

他の関係分野：化学農学医歯薬学

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発表日：2025年5月8日

297

三井金属×東北大学未来創造材料共創研究所を設置

-探索精神と多様な技術の融合で地球を笑顔にする未来創造材料を探求する-

国立大学法人東北大学（所在地：宮城県仙台市、総長：冨永悌二、以下「東北大学」）と三井金属鉱業株式会社（所在地：東京都品川区、代表取締役社長：納武士、以下「三井金属」）は、 2025年5月1日、東北大学片平キャンパス内に『三井金属×東北大学未来創造材料共創研究所』を設置しましたので、お知らせいたします。三井金属と東北大学は、共同研究などを通じて連携しております。『三井金属×東北大学未来創造材料共創研究所』を設置して連携をさらに深めることで、三井金属が重点を置くエレクトロニクス、環境・エネルギー、ライフサイエンス分野で社会課題解決に貢献する新規事業の創出と人材育成を推進します。...

キーワード：産学連携/循環型社会/物質科学/カーボンニュートラル/カーボン

他の関係分野：複合領域環境学工学

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発表日：2025年5月1日

298

強力な温室効果ガスN₂Oを高速除去できるバイオプロセスを開発

N2Oは二酸化炭素（CO2）の273倍の地球温暖化係数を持つ強力な温室効果ガスで、温暖化効果への寄与率は6%程度と見積もられています。また、21世紀最大のオゾン層破壊物質としても知られる環境負荷の高い物質です。人為起源のN2O排出量のうち廃水・廃棄物由来が全体の5%程度を占め、その中には廃水処理プロセスからの排出が含まれます。廃水処理プロセスからのN2Oの排出量削減に関する研究の多くは発生抑制に着眼点がおかれています。一方で、発生したN2Oの除去に関する研究は多くありません。...

キーワード：一酸化二窒素/温室効果ガス/地球温暖化/温室効果/持続可能/省エネ/持続可能な開発/水処理/オゾン/化学工学/環境負荷/省エネルギー/二酸化炭素/二酸化炭素/廃棄物/廃水処理/温暖化/微生物

他の関係分野：環境学工学農学

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発表日：2025年5月1日

299

日本の大学として初めてIPHatch®︎の枠組みを活用したスタートアップ企業への特許権の譲渡を実施

　東北大学産学連携機構は、本学の優れた研究成果の社会実装を活性化するため、パナソニックホールディングス株式会社及びPeaceFuture社と共同で、特許権の譲渡や活用支援を通じてスタートアップ企業の成長を支援する枠組みであるIPHatch®︎ in Sendaiに取り組んできました。　IPHatch®︎ in Sendaiは、本学とパナソニックホールディングス株式会社がそれぞれ保有する特許を持ち寄り、パテントポートフォリオ（特許群）を作成し、当該パテントポートフォリオを、社会実装への意欲が高いスタートアップ企業に譲渡するとともに、社会実装に向けたアドバイス等をPeaceFuture...

キーワード：マッチング/メンタリング/産学連携/ポートフォリオ

他の関係分野：情報学複合領域

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発表日：2025年4月30日

300

高輝度放射光を用いて高温超伝導体中の電子の振動を解明超伝導発現機構の解明や転移温度を高める手がかりになると期待

超伝導とは、ある特定の温度以下で金属の電気抵抗がゼロになり、電気がスムーズに流れるようになる現象です。多くの超伝導体はおよそ−200℃以下という非常に低い温度でしかこの性質を示さないため、より高い温度で超伝導を示す物質が望まれる一方、超伝導の発現機構と超伝導転移温度を高める指針は解明されていません。電気の流れや振動を詳しく調べることで、これらの課題を解決する手がかりが得られる可能性があります。東北大学学際科学フロンティア研究所の鈴木博人助教らの研究グループは、量子科学技術研究開発機構（QST）NanoTerasuセンター、兵庫県立大学、産業技術総合研究所、物質・材料研究機構などとの...

キーワード：パートナーシップ/分析技術/コヒーレント/高温超伝導体/酸化物超伝導体/超伝導体/銅酸化物/銅酸化物高温超伝導体/加速器/軟X線/非弾性/放射光/超伝導/高温超伝導/酸化物高温超伝導体/持続可能/持続可能な開発/磁性材料/電気抵抗/電子状態/ダイナミクス/ナノメートル/酸化物/分解能/結晶構造

他の関係分野：複合領域環境学工学農学

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発表日：2025年4月30日

301

2024年能登半島地震の起こり方は活断層の「かたち」に支配されていた

――シミュレーションにより大地震の特徴を事前に把握できる可能性――

東京大学大学院理学系研究科の安藤亮輔准教授と東北大学災害科学国際研究所の福島洋准教授、東北大学大学院理学研究科の吉田圭佑准教授、産業技術総合研究所の今西和俊副研究部門長による研究チームは、2024年能登半島地震の断層破壊過程が断層の「かたち」に支配されていたことを世界で初めて解明しました。この地震では、既知の海底活断層が滑り半島北岸が隆起しましたが、場所による隆起量の大きな違いや破壊過程中盤での断層滑りの急加速など、複雑な現象が生じた要因は不明でした。地震前の観測データで推定された3次元断層形状とプレートに加わる力の分布を考慮した動的破壊シミュレーション（注 1）を行うことで、断層が大きく屈...

キーワード：3次元形状/活断層/応力場/地震波/動的破壊/数値シミュレーション/シミュレーション/大地震/地震動/防災・減災/摩擦力

他の関係分野：情報学複合領域工学

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発表日：2025年4月25日

302

ステンレス鋼表面に発生する微小な腐食の出発点を見つける技術を開発

─高耐食性の金属材料開発への貢献に期待─

ステンレス鋼は高い耐食性を有していますが、海水などの塩化物水溶液にさらされるなどの環境下では、表面の一部に腐食が発生することがあります。耐食性を向上させるためには、腐食の発生起点を正確に特定することが不可欠ですが、従来の手法では、腐食が進行すると起点部分が完全に溶解してしまい、どこで腐食が始まったのかを突き止めることが困難であるという課題がありました。東北大学大学院工学研究科の西本昌史助教、氏原幸太大学院生、武藤泉教授は、ステンレス鋼表面に存在するサブミクロンの腐食の起点を特定できる手法を開発しました。ステンレス鋼に微弱な電流を流し、腐食発生の確認後に速やかに電流を遮断することで、...

キーワード：水溶液/クロム/走査型電子顕微鏡/電気化学反応/フェライト/持続可能/塩化物イオン/持続可能な開発/マルテンサイト/電池/ステンレス鋼/マイクロ/金属材料/耐食性/電気化学/電子顕微鏡/光学顕微鏡

他の関係分野：工学総合生物

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発表日：2025年4月25日

303

次世代形状記憶合金の原子配列と原子の動きの観察に成功

─より高性能の合金開発の指針に─

次世代の形状記憶合金として期待されるCu-Al-Mn系形状記憶合金は、原料が安価で加工しやすく、良好な超弾性を発現することから、耐震材料や医療デバイスなど幅広い分野での応用が期待されています。さらに性能を高めるためには合金の原子の並びと配列の変化を詳しく知る必要があります。しかしこれまでの技術でこれらを調べることは困難でした。東北大学と九州大学、株式会社古河テクノマテリアル（神奈川県平塚市、花谷健社長）の共同研究グループは、Cu-Al-Mn系形状記憶合金の原子レベルでの構造変化を解明しました。X線吸収分光法（XAS）（注４）と第一...

キーワード：結晶格子/X線吸収分光/反強磁性/物質科学/エントロピー/放射光/材料科学/マンガン/固溶体/DFT/強磁性/持続可能/持続可能な開発/局所構造/金属ガラス/形状記憶効果/原子配列/超弾性/電子状態/アルミニウム/スピン/ナノスケール/金属材料/形状記憶合金/第一原理/第一原理計算/熱処理/量子力学/結晶構造/ゆらぎ/構造変化

他の関係分野：工学農学医歯薬学

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発表日：2025年4月21日

304

バルクでは磁石につかない物質を原子層厚の薄膜で磁石に変換

─次世代スピントロニクスへの応用に期待─

電子がもつミクロな磁石の性質である「スピン」が物質中で揃うと強磁性(注5)が発現します。もし原子レベルの薄さをもつ二次元物質で強磁性が実現すれば、次世代スピントロニクスへの応用が期待できます。しかし、理論的には二次元物質では磁気秩序が消失すると予測されていました。東北大学、高エネルギー加速器研究機構、量子科学技術研究開発機構からなる研究グループは、クロムを含む反強磁性体(注6)Cr2Se3に着目し、分子線エピ...

キーワード：セレン/グラファイト/角度分解光電子分光/光電子分光/高エネルギー/磁気秩序/二次元物質/反強磁性/反強磁性体/加速器/放射光/放射光X線/γ線/磁場/赤外線/分子構造/二次元材料/原子層/磁気モーメント/磁性体/材料科学/クロム/超高真空/電子分光/可視光/強磁性/電子デバイス/持続可能/省エネ/紫外線/持続可能な開発/エピタキシー/強磁性体/単結晶/電子状態/グラフェン/スピン/スピントロニクス/マイクロ/黒鉛/集積回路/省エネルギー/低消費電力/電磁波/分解能/空間分解能/ゆらぎ

他の関係分野：環境学化学総合理工工学医歯薬学

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発表日：2025年4月16日

305

閉経が早い女性は認知機能の低下が進む可能性がある

イングランド高齢者コホートのデータ解析から

女性は男性より認知症リスクが高いことが知られており、女性特有のリスク要因の解明が求められてきました。東北大学大学院医学系研究科精神看護学分野の中西三春准教授および公益財団法人東京都医学総合研究所社会健康医学研究センターの西田淳志センター長らの研究グループは、イングランド高齢者コホート研究ELSAのデータを基に、閉経の年齢と認知機能との関連を調査しました。男性4,286人、女性4,726人を対象として、性別と閉経の年齢区分によって2年間の認知機能の変化に違いがあるかを検証しました。解析においては、うつ症状や他の認知症のリスク要因の影響を調整しました。解析の結果、閉経が50歳以上であっ...

キーワード：データ解析/持続可能/持続可能な開発/卵巣/ホルモン/性ホルモン/閉経/アルツハイマー病/うつ/コホート/加齢/看護/看護学/高齢者/睡眠/認知機能/認知症/老化

他の関係分野：工学医歯薬学

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発表日：2025年4月15日

306

高温固体電解質燃料電池が動作時の応力状態評価に成功

―故障原因解明や長期運転のための設計改良への貢献に期待―

近年、グリーン水素の利用や製造技術の一環として、700ºC近傍の高温で作動する固体酸化物形燃料電池や高温水蒸気セル等の固体酸化物セル（SOC）が注目されています。しかしSOCの電解質部分は、応力が原因で割れや故障を引き起こし深刻な破壊を招くことがあります。そのため、電解質にかかる応力を正しく把握しコントロールすることが、SOCの信頼性と耐久性を確保するために極めて重要です。東北大学大学院環境科学研究科と東北大学SOFC/SOEC実装支援...

キーワード：再生可能エネルギー/水蒸気/太陽/太陽光/電気分解/固体酸/持続可能/持続可能な開発/体積変化/SOFC/YSZ/固体酸化物形燃料電池/固体電解質/残留応力/電池/燃料電池/ジルコニア/酸化還元/酸化物/耐久性/電解質/二酸化炭素/二酸化炭素/非接触/ラット

他の関係分野：環境学総合理工工学医歯薬学

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発表日：2025年4月15日

307

反強磁性準結晶の存在を初めて明らかに！

～周期を持たない長距離反強磁性秩序を発見～

東京理科大学先進工学部マテリアル創成工学科の田村隆治教授、同大学大学院先進工学研究科マテリアル創成工学専攻の阿部宇希氏（2024年度修士課程2年）、東北大学多元物質科学研究所の佐藤卓教授、Australian Nuclear Science and Technology Organisation (ANSTO)のMaxim Avdeev教授らの共同研究グループは、正二十面体準結晶Au56In28.5Eu15.5が反強磁性を示すことを実証しました。準結晶内では原子が規則的に配列した構造を形成しています...

キーワード：メタ磁性/磁化測定/磁気秩序/反強磁性/反強磁性体/物質科学/物性物理/周期性/中性子/中性子回折/磁場/X線解析/磁気モーメント/磁性体/強磁性/準結晶/持続可能/持続可能な開発/強磁性体/スピン/スピントロニクス

他の関係分野：化学総合理工工学

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発表日：2025年4月14日

308

東北大学と京都フュージョニアリングが共同研究契約を締結

- フュージョンプラントの運転に欠かせないトリチウムおよび放射化物の評価およびハンドリングの研究を実施 -

国立大学法人東北大学大学院工学研究科（以下、東北大学）と京都フュージョニアリング株式会社（以下、京都フュージョニアリング）は、将来のフュージョン（核融合）プラントの運転に欠かせないトリチウムおよび放射化物の評価およびハンドリングについて、共同研究契約を締結したことをお知らせします。核融合反応を起こすために用いられる燃料の一つであるトリチウムは、放射性物質であるため、安全を前提とした取り扱いが求められます。フュージョンプラントでは、燃料として核融合炉に供給されたトリチウムのうち、核融合反応を起こさなかった分が、他のガスと混ざって炉から排出されます。この混合ガスからトリチウムと重水素が...

キーワード：核融合/核融合炉/原子核/中性子/重水素/持続可能/ハンドリング/持続可能な開発/トリチウム/リチウム/フュージョン

他の関係分野：工学医歯薬学

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発表日：2025年4月12日

309

隠れた端子位置を電気伝導測定から特定する技術を開発

─ ナノデバイスから地質調査にまで適用できる数学的原理を導出 ─

原子数層のナノシートでは従来の結晶とは異なる多彩な電子特性が見いだされ、正確な電気伝導測定への期待が高まっています。少なくとも4本以上の電気信号線で構成される多端子を用いることで正確な電気伝導測定を行えます。しかし、極低温や真空などでは電気伝導測定用の多端子の位置を確認することが難しく、高額で大型な装置を用いる必要があるという課題がありました。大阪大学大学院情報科学研究科の庵智幸助教（現在・宇宙航空研究開発機構追跡ネットワーク技術センター研究開発員）と東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センター（SRIS）の湯川龍准教授は、シート上に置かれた多端子からの電気信号から各...

キーワード：情報数理/放射光/ナノデバイス/持続可能/持続可能な開発/ナノシート/電気伝導/スピン/極低温/実証実験

他の関係分野：情報学工学

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発表日：2025年4月10日

310

半導体内の電子スピン波を自由に制御できる技術を確立

─電子スピン波を活用する次世代情報処理基盤を開拓─

半導体におけるスピン状態の精密な制御は、次世代のスピントロニクスデバイスの実現に不可欠です。特に半導体中でスピンのらせん構造である電子スピン波が長時間維持される永久スピン旋回（PSH）状態は情報ストレージや演算デバイスの基盤技術として注目されていますが、従来の電子スピン波生成技術では、波数（単位長さに含まれる波の数）の柔軟な制御ができない制約がありました。東北大学大学院工学研究科の菊池奎斗大学院生、石原淳助教、山本壮太特任助教、好田誠教授（兼量子科学技術研究開発機構量子機能創製研究センタープロジェクトリ...

キーワード：コンピューティング/情報学/産学連携/スピン軌道相互作用/閉じ込め/らせん構造/液晶/二次元材料/円偏光/AlGaAs/スピン波/光変調/光変調器/磁性薄膜/量子細線/持続可能/空間構造/持続可能な開発/量子コンピューティング/量子ドット/アルミニウム/スピン/スピントロニクス/構造制御/半導体/量子井戸

他の関係分野：情報学複合領域化学総合理工工学

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発表日：2025年4月10日

311

結晶多形の選択機構をコロイド結晶により解明

─ 創薬や新材料開発で結晶多形の制御への貢献に期待 ─

化学組成が同じで結晶構造が異なる物質を結晶多形といい、物性や化学的性質が異なるため、その中から所望の構造を選択的に成長させることは材料や医薬品の創製において重要なポイントです。しかしながら、多形間に転移をともなう結晶化の詳細なプロセスは未解明であり、分子や原子スケールでの描像が求められています。本研究では、相転移のモデルとしてコロイド系を用いて、結晶多形の選択機構の解明にアプローチしました。東北大学金属材料研究所の野澤純特任助教、金沢大学学術メディア創成センターの佐藤正英教授、東北大学未来科学技術共同研究センターの宇田聡教授、東北大学金属材料研究所の藤原航三教授からなる研究...

キーワード：産学連携/グラファイト/揺らぎ/核形成/相転移/化学組成/スチレン/ポリスチレン/結晶育成/エピタキシャル成長/フォトニクス/ヘテロエピタキシー/持続可能/コロイド粒子/持続可能な開発/エピタキシー/エピタキシャル/コロイド結晶/コロイド/その場観察/マイクロ/化学工学/金属材料/結晶化/結晶成長/結晶方位/分解能/結晶構造/創薬

他の関係分野：複合領域化学工学農学医歯薬学

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発表日：2025年4月9日

312

量子ドットの電荷状態を高速に検出する解析手法を開発

─ 量子コンピュータの読み出し速度向上や物性探索に期待 ─

量子コンピュータの基本素子である量子ビットの状態を高速・高精度に読み出すことは、量子情報処理において重要な課題です。特に半導体量子ドットでは、単一電子の電荷状態を検出する技術が量子ビット読み出しの鍵となっています。東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の篠﨑基矢特任助教と大塚朋廣准教授（電気通信研究所兼務）らの研究グループは、ベイズの定理に基づく逐次的な電荷状態推定手法を開発し、その性能を従来手法の閾値（しきいち）判定と比較しました。本研究では、測定信号のノイズ特性が電荷状態によって異なる条件下で、ベイズ手法が優れた性能を発揮することを確認しました。この方法により、リアルタ...

キーワード：電気通信/情報学/産学連携/閉じ込め/量子コンピュータ/量子情報/量子情報処理/ノイズ/量子ビット/材料科学/半導体量子ドット/持続可能/持続可能な開発/状態推定/量子ドット/シミュレーション/スピン/スピントロニクス/半導体/量子力学

他の関係分野：情報学複合領域総合理工工学

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発表日：2025年4月8日

313

阿寒湖のマリモ、生物量が過去120年で大きく減少

― 環境DNAとミジンコ遺骸で判明 ―

「阿寒湖のマリモ」（学名: Aegagropila brownii）は、球状集合体を形成する緑藻で、20世紀前半にその生物量が減少したとされてきましたが、生育状況の変遷を示す定量的なデータはありませんでした。東北大学、釧路国際ウェットランドセンター、神戸大学、愛媛大学の共同研究チームは、底堆積物に残存するマリモのDNA（環境DNA）を用い、過去200年前から現在に至るマリモの生物量の変遷を明らかにしました。ミジンコの遺骸とDNAを利用して時間経過によるDNAの分解速度を補正する手法を開発して分析したところ、1900年初頭のマリモの生物量は現在の10～100倍も多く、その後の数十年間...

キーワード：産学連携/富栄養化/堆積物/持続可能/持続可能な開発/森林伐採/生態系/環境DNA/生物多様性/細菌

他の関係分野：複合領域環境学工学農学医歯薬学

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発表日：2025年4月8日

314

安価な顔料で高速・高効率・高耐久なCO₂→CO変換を実現温室効果ガスの削減と有効活用に繋がることを期待

近年、気候変動対策として温室効果のあるCO2を回収し、COなどの有用な炭化水素化合物に変換する技術が注目されています。東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の刘騰義（Liu Tengyi）特任助教、藪浩教授（主任研究者、同研究所水素科学GXオープンイノベーションセンター副センター長）、ジャンディ（Di Zhang）助教、李昊（Hao Li）教授（主任研究者）らの研究グループは、金属錯体で安価な顔料の一種であるコバルトフタロシアニン（CoPc）をガス拡散電極上に直接結晶化させることにより、省プロセスでCO2電解用の電極を作製する手...

キーワード：産学連携/温室効果ガス/温室効果/気候変動/放射光/金属錯体/材料科学/フタロシアニン/持続可能/持続可能な開発/コバルト/化学工学/結晶化/水素化/耐久性/二酸化炭素/炭化水素

他の関係分野：複合領域環境学化学工学農学

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発表日：2025年4月8日

315

薄膜生成時の枝分かれ現象を、トポロジー・物理・AIの融合で解明

〜Beyond 5Gを支える基盤技術への応用に期待〜

東京理科大学先進工学部マテリアル創成工学科の小嗣真人教授、岡山大学の大林一平教授、京都大学の平岡裕章教授、筑波大学数理物質系の三俣千春教授らの研究グループは、トポロジーと自由エネルギーを活用した機械学習（AI）解析を実施し、薄膜結晶の電気的特性に大きな影響を与える樹枝状構造の枝分かれメカニズムを明らかにしました。これは、高品質な薄膜結晶の作製プロセスにつながる成果であり、次世代の電子デバイスへの応用が期待されます。Beyond 5Gの実現に向けて、現世代の 5Gよりも一桁以上高いテラヘルツ（THz）周波数帯で動作する電荷移動度（＊１）の高いデバイスが求められています。...

キーワード：電気通信/AI/ワークフロー/機械学習/最適化/自由エネルギー/情報学/人工知能（AI）/産学連携/ホモロジー/トポロジー/六方晶窒化ホウ素/テラヘルツ/電荷移動度/マテリアルズ・インフォマティクス/h-BN/トランジスタ/電子デバイス/半導体デバイス/半導体材料/持続可能/持続可能な開発/エネルギーモデル/グラフェン/センサー/移動度/化学工学/周波数/多層膜/電荷移動/半導体/膜構造/インフォマティクス/ホウ素/結晶構造/ステント

他の関係分野：情報学複合領域化学工学総合生物農学医歯薬学

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発表日：2025年4月7日

316

室温に近い温度でスルフィドからスルホンを選択的に合成

－高性能な六方晶ペロブスカイト酸化物ナノ粒子触媒を開発－

　東京科学大学（Science Tokyo）*総合研究院フロンティア材料研究所の鎌田慶吾教授と和知慶樹特任助教、東北大学金属材料研究所の熊谷悠教授らの研究チームは、マンガン（Mn）、ストロンチウム（Sr）、ルテニウム（Ru）を組み合わせたペロブスカイト酸化物（用語1）が、酸素分子（O2）のみを酸素源として、硫黄化合物であるスルフィド（用語2）を有用なスルホン（用語3）へと効率的に変換できることを発見しました。　酸素分子を酸化剤とするスルフィド酸化は高難度反応の一つであり、新しい固体触媒の設計と開発が切望されていました。特に、スルフィドからスルホンへの酸化で...

キーワード：産学連携/遷移金属酸化物/超伝導体/ストロンチウム/超伝導/スルフィド/磁性体/マンガン/貴金属/固体触媒/酸素分子/遷移金属/ペロブスカイト/ペロブスカイト酸化物/選択性/誘電体/持続可能/持続可能な開発/圧電体/強誘電体/電子状態/ナノ粒子/ポリマー/金属イオン/金属材料/金属酸化物/酸化物/第一原理/第一原理計算/天然ガス/機能性/結晶構造/ルテニウム/官能基/酸化反応

他の関係分野：複合領域化学総合理工工学農学医歯薬学

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発表日：2025年4月7日

317

異例の不斉軸をもつキラル分子の創出長く柔軟な炭素―ヨウ素結合の回転制御に成功

その鏡像と重ね合わせることができない立体構造を持つ分子がキラル分子です。分子内の単結合の回転が妨げられると、結合軸の周囲に左右非対称性が生じ、分子がキラルになることがあります。このような構造は「アトロプ異性体」と呼ばれ、不斉合成や医薬品などの分野で重要です。これまで、安定なキラリティの付与が可能なのは主に炭素―炭素など第二周期元素間の結合で、長く柔軟な高周期元素の結合では困難とされてきました。東北大学大学院薬学研究科の吉戒直彦教授、菊池隼助教らの研究グループは、第五周期元素であるヨウ素を超原子価状態...

キーワード：産学連携/対称性/非対称性/エナンチオマー/超原子/キラル/不斉合成/不斉認識/持続可能/持続可能な開発/センサー/ナノサイズ/化学工学/機能性材料/水素化/機能性/分子機械/アミノ酸/ヨウ素/官能基/構造変化/超原子価/分子設計/有機合成/立体構造

他の関係分野：複合領域化学工学農学医歯薬学

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発表日：2025年4月3日

318

強磁性窒化鉄において磁気ひずみの巨大変調を実証フレキシブルなスピントロニクス素子のための新材料として期待

身につけられる柔軟なエレクロニクス素子に磁石の特性を融合させるフレキシブルスピントロニクスは、ひずみセンサシートなどを実現できる分野として期待を集めています。しかし、センサの高感度化に向けては、大きな磁気抵抗効果（磁石の向きによって電気抵抗が変化する効果）などのスピントロニクス機能と同時に、ひずみに対して磁石の向きが敏感に変化する「磁気ひずみが大きな材料」を探し出すことが切望されていました。今回、東北大学金属材料研究所の伊藤啓太助教と関剛斎教授は、同研究所の嶋田雄介助教（研究当時、現：九州大学准教授）、大学院工学研究科の遠藤恭教授、物質・材料研究機構磁性・スピントロニクス材料研究...

キーワード：産学連携/結晶格子/磁気抵抗/磁気抵抗効果/磁性体/材料科学/フレキシブル/ペロブスカイト/強磁性/持続可能/持続可能な開発/強磁性体/窒化物/電気抵抗/コバルト/スピン/スピントロニクス/センシング/ひずみ/金属材料/結晶構造

他の関係分野：複合領域総合理工工学農学

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発表日：2025年3月28日

319

八大学工学系連合会声明「未来を創る女性理工系人材と博士人材を社会へ」

～工学のいまを皆様に～

北海道大学、東北大学、東京大学、東京科学大学、名古屋大学、京都大学、大阪大学、九州大学の工学系学部と研究科などで構成する「一般社団法人八大学工学系連合会」は、女性理工系人材と博士人材の育成について声明*を発表しました。現在、社会が直面する課題は、少子高齢化、気候変動、貧困など複雑さと困難さを増しており、多様な価値観と新たな知恵をもって課題に向き合う必要があります。工学分野においてもイノベーション創出に不可欠な要素として、女性と博士に対する期待は大きくなっています。この社会の要請に応えるため、女子学生比率の向上に向けて、工学の魅力発信、女子枠に代表される多様な入試制度の導入、生活・学...

キーワード：産学連携/情報発信/気候変動/持続可能/持続可能な開発/少子高齢化/高齢化

他の関係分野：複合領域工学農学医歯薬学

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発表日：2025年3月28日

320

115億光年かなたに"巨大渦巻"を発見

～世界最先端の望遠鏡で見えてきたモンスター銀河の素顔～

名古屋大学大学院理学研究科の梅畑豪紀特任助教（高等研究院 YLC教員）らの国際共同研究チームは、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡とアルマ望遠鏡を用いて、115億光年先の宇宙に存在する爆発的星形成銀河(モンスター銀河)ADF22.A1が高速で回転する巨大な渦巻銀河であることを発見しました。このような巨大渦巻銀河は宇宙網（コズミックウェッブ）からの豊富なガス流入によって星形成活動の燃料となるガス、そして高速で回転するための角運動量を得ていると考えられます。本研究によって宇宙で最も激しい星形成を行うモンスター銀河の正体の解明、さらに現在の宇宙に至る大質量銀河の進化の理解が進むと期待され...

キーワード：内部構造/銀河/星形成/天文学/望遠鏡/水素ガス

他の関係分野：医歯薬学

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発表日：2025年3月27日

321

鎖が引力でつながった原子層薄膜の構造相変化を発見

―三次元、二次元材料を超える超微細高機能材料実現に道―

半導体の進化は、私たちの生活をますます発展させる可能性を大いに秘めています。情報の爆発的な増大に伴い、超微細な電子デバイスの実現が求められる中、次世代の材料として注目されているのが、一次元ファンデルワールス（1D-vdW）材料です。現在、次世代の微細半導体としてグラフェンに代表される二次元（2D）-vdW材料（注4）に関する研究が盛んに行われていますが、1D-vdW材料によってさらなる高機能化が待ち望まれています。東北大学大学院工学研究科の双逸助教（材料科学高等研究所：WPI-AIMRおよび高等研究機構新領域創成部兼...

キーワード：産学連携/グラファイト/パルス/絶縁体-金属転移/二次元材料/原子層/材料科学/ファンデルワールス力/メモリ/絶縁体/層状物質/電子デバイス/量子デバイス/持続可能/持続可能な開発/ニオブ/電気抵抗/グラフェン/構造制御/相変化/熱処理/半導体/機能材料/結晶構造/構造変化

他の関係分野：複合領域総合理工工学農学医歯薬学

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発表日：2025年3月27日

322

受容体のオンオフを制御する新たな仕組み

――立体構造解析から明らかになった脂肪酸の長さを認識する受容体の構造基盤と開発薬が作用するユニークな機序――

私たちの健康維持に重要な働きを担う短鎖脂肪酸は、食物繊維が腸内細菌によって分解されることで作られる物質です。この短鎖脂肪酸は、私たちの腸や脂肪組織、膵臓、免疫細胞の細胞膜上に存在する短鎖脂肪酸受容体（FFA2）を介して、代謝や免疫の制御など、様々な生理作用を引き起こします。近年、FFA2は生活習慣病や炎症性腸疾患の治療標的として大きな注目を集めており、すでに複数の治療薬候補化合物が開発され、一部は臨床試験にも進んでいます。しかし、FFA2がどのように短鎖脂肪酸を選択的に認識し、またFFA2を標的とするこれら開発薬がどのようにその機能を制御するのかは不明でした。...

キーワード：産学連携/分子動力学シミュレーション/クローン/電子線/持続可能/持続可能な開発/シミュレーション/極低温/電子顕微鏡/動力学/分子動力学/クライオ電子顕微鏡/大腸炎/腸管上皮細胞/免疫系/β細胞/クローン病/機能解析/細胞膜/腸管上皮/膵臓β細胞/炎症性腸疾患/脂肪組織/治療標的/膵臓/脂肪細胞/大腸/短鎖脂肪酸/脂肪酸/受容体/上皮細胞/腸炎/免疫細胞/立体構造/立体構造解析/臨床試験/細菌/生活習慣病/腸内細菌/潰瘍性大腸炎

他の関係分野：複合領域生物学総合理工工学医歯薬学

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発表日：2025年3月27日

323

完全大気圧下での軟X線光電子分光測定に成功

――基礎化学の解明から触媒や燃料電池の開発へ――

東京大学の松田巌教授（兼：東北大学客員教授）は同大学大学院生和田哲弥氏と堀尾眞史助教らと東北大学山本達准教授と共同で、世界で初めて軟X線を用いた大気圧下光電子分光測定にNanoTerasuにて成功しました。本来、軟X線と電子は真空中でしか存在できないため、大気圧下での光電子分光測定は不可能でした。しかし、現実に起きている反応や現象の多くは空気中など大気圧下であるため、実際の現象解明には大気圧下での測定が求められていました。そこで本研究では真空パイプから構成された軟X線導入路を用意してガス雰囲気下で軟X線が減衰し切る前に試料に照射できるようにしました。さらに電...

キーワード：産学連携/光エネルギー/光電子分光/物質科学/内部構造/軟X線/放射光/太陽/太陽光/電子分光/持続可能/分光測定/持続可能な開発/電池/燃料電池/SPECT/水素ガス

他の関係分野：複合領域環境学総合理工工学医歯薬学

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発表日：2025年3月26日

324

金属クラスターの発光特性をより重い原子の内包で向上させることに成功次世代の光機能材料の開発に貢献

数個から数百個の金属原子が集合した金属クラスターは特異な電子・光学特性を持つことから、発光材料や触媒、バイオイメージング用途などへの応用が期待されています。本研究では、銀（Ag）クラスターのリン光（注４）特性を向上させるために、重原子効果を利用した新規Ag54クラスターの合成に成功しました。東北大学多元物質科学研究所の根岸雄一教授は、東京理科大学研究推進機構の新堀佳紀講師（研究当時）と、インド工科大学マドラス校の研究チームと共同で、中心に異なるアニオン（硫化またはヨウ素 I）を内包するX@Ag54クラスター（X = S, I）を精密に合成し、構造解析および...

キーワード：産学連携/スピン軌道相互作用/幾何構造/物質科学/化学組成/励起状態/アニオン/金属クラスター/ナノサイエンス/光機能/発光材料/持続可能/持続可能な開発/光機能材料/光学特性/スピン/化学工学/機構総合/微粒子/機能材料/寿命/ナノテクノロジー/バイオイメージング/ヨウ素/増感剤

他の関係分野：複合領域化学工学農学医歯薬学

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発表日：2025年3月26日

325

「住友ゴム×東北大学次世代シンクロサイエンス共創研究所」を設置

住友ゴム工業(株)(社長：山本悟)と国立大学法人東北大学（総長：冨永悌二）は2025年4月1日に「住友ゴム×東北大学次世代シンクロサイエンス共創研究所」を東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センターに設置します。現在の科学技術の最前線を超えて、放射光技術を用いた材料解析の進化、さらに新素材の開発、環境技術の推進、AI活用のデータ解析を通じて、持続可能な社会の実現に向けた産業革新を目指します。...

キーワード：AI/情報学/人工知能（AI）/産学連携/環境技術/物質科学/放射光/データ解析/持続可能/持続可能な開発

他の関係分野：情報学複合領域環境学工学

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発表日：2025年3月26日

326

最古の多細胞動物の最適化されたポンプ機能を解明６億年にわたり生存し続けるカイメンの適応戦略に迫る

カイメン（海綿動物）は現存する最古の多細胞動物とされており、進化生物学や発生生物学の分野で注目されています。カイメンは固着性の水生生物で、栄養を得るために大量の水を吸い込み、濾過しています。カイメンが数億年生き抜いてこれたのは、水を吸い込み濾過するためのポンプ・フィルタ機能が非常に優れていたからかもしれません。このポンプ機能を担っているのが襟細胞室と呼ばれる球形の構造です。しかし、なぜ球形のポンプに進化してきたのかはよくわかっていませんでした。東北大学、イギリス、フランスの共同研究チームは、襟細胞室の詳細なモデルによる襟細胞室内の流れのシミュレーションと生きたカイメンを用いた観察実...

キーワード：最適化/情報学/産学連携/数値シミュレーション/進化生物学/持続可能/持続可能な開発/シミュレーション/マイクロ/マイクロポンプ/高効率化/流体力/流体力学/医工学/発生生物学

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発表日：2025年3月25日

327

次世代太陽電池用SnS薄膜の最適組成を解明

─蒸発しやすいSを補う精密な成膜技術で実証─

硫化スズ（SnS）は、地球上に豊富に存在し、毒性もないスズと硫黄から構成される半導体として、次世代の薄膜太陽電池や熱電変換素子（注５）への応用が期待されています。しかしSnSを薄膜化する際には、スズと硫黄の比率（組成）が化学式の1:1からわずかにずれることがあります。一般的に、組成のずれは小さい方が望ましいと言われていますが、組成ずれが薄膜にどのような影響を及ぼすかは十分に解明されていませんでした。東北大学多元物質科学研究所の鈴木一誓講師と、同大学大学院環境科学研究科先進社会環境学専攻の野上大一大学院生らの研究グループは、SnS薄膜の組成を精密に制御する...

キーワード：産学連携/物質科学/太陽/材料科学/キャリア/持続可能/持続可能な開発/太陽電池/電池/熱電材料/熱電変換/スパッタリング/移動度/半導体/エネルギー変換

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発表日：2025年3月25日

328

有機材料中の水素と重水素の分布を単一分子スケールで識別することに成功新たな電子線分光技術により、分子や結合位置の特定に効力

プラスチックや有機半導体など高機能有機材料の特性を精緻に制御するには、材料内部の微細構造を分子レベルで解明することが不可欠です。しかし、これまで有機材料中の化学結合や分子の位置を分子レベルで特定できる技術がありませんでした。東北大学多元物質科学研究所の陣内浩司教授と宮田智衆講師ら、産業技術総合研究所ナノ材料研究部門の千賀亮典主任研究員、大阪大学産業科学研究所の末永和知教授、防衛大学校応用物理学科の萩田克美講師のグループは、電子線による分子振動マッピング法を独自に開発し、炭素に対する水素と重水素の化学結合の違いを見分けることで、有機材料中に存在する重水素標識分子の空間分布を3nmの分...

キーワード：産学連携/空間分布/化学物質/原子核/物質科学/陽子/安定同位体/中性子/同位体/重水素/高分子/有機半導体/爬虫類/電子線/単一分子/分子振動/有機材料/持続可能/持続可能な開発/ナノメートル/ナノ材料/プラスチック/半導体/微細構造/分解能/マッピング/SPECT/空間分解能

他の関係分野：複合領域環境学化学生物学総合理工工学農学医歯薬学

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発表日：2025年3月19日

329

新規ウルツ鉱構造の絶縁体物質の創生に成功

－圧電体、強誘電体の材料群を飛躍的に増やす可能性を示唆－

東京科学大学（Science Tokyo）物質理工学院材料系の影山壮太郎大学院生（修士2年）、岡本一輝助教、舟窪浩教授、横田紘子教授、米国のペンシルベニア州立大のVenkatraman Gopalan（ベンカタラマン・ゴパラン）教授、東北大学の平永良臣准教授、上智大学理工学部の内田寛教授らは、二つの元素が存在する、ウルツ鉱構造窒化物において、圧電性（用語1）や強誘電性（用語2）を示す物質を作製することに世界で初めて成功しました。ウルツ鉱構造を有する窒化物は、ノーベル賞を受賞した青色LEDで使用されている窒化ガリウム（GaN）や、スマートフォンの高周波ノイズフィルタで使用されてい...

キーワード：電気通信/情報学/産学連携/金属元素/誘電性/ノイズ/高周波/圧電性/ラマン/強誘電性/GaN/メモリ/絶縁体/窒化ガリウム/誘電体/持続可能/LED/持続可能な開発/発光ダイオード（LED）/圧電体/強誘電体/窒化物/不揮発性メモリ/アルミニウム/シリコン/マグネシウム/窒化アルミニウム/低消費電力/半導体/エネルギー変換/機能性/スマートフォン

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発表日：2025年3月19日

330

量子もつれを破壊しないで特性評価できるアルゴリズムを開発

─量子情報処理のセキュリティー強化や情報処理能力向上に期待─

量子もつれは量子力学の基本概念であり、量子コンピューターは量子もつれの上に構築されています。同時に、量子コンピューターはその性質を調査し、明らかにするための強力なツールでもあります。東北大学学際科学フロンティア研究所のLe Bin Ho助教と英国ロンドンのパブリックスクールであるセント・ポールズ・スクールのHaruki Matsunaga氏は、量子コンピューターによる量子もつれの検出を強化し、もつれて（エンタングルして）いるかどうかを判定する手法のエンタングルメント・ウィットネスによる測定を最適化する、変分エンタングルメント・ウィットネス方式（VEW）を提案しました。従来の局所的な...

キーワード：量子アルゴリズム/アルゴリズム/最適化/情報セキュリティ/情報学/量子計算/産学連携/エンタングルメント/量子コンピュータ/量子テレポーテーション/量子もつれ/量子暗号/量子情報/量子情報処理/量子通信/量子ビット/持続可能/持続可能な開発/量子力学

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発表日：2025年3月17日

331

アセチルコリン受容体活性化の鍵を発見

～次世代薬剤設計の可能性を拡げるGPCRメカニズム解明の新たな一歩～

名古屋工業大学大学院工学研究科工学専攻生命・応用化学系プログラムの杉浦勇也氏（研究当時）、生命・応用化学類の片山耕大准教授、神取秀樹特別教授、柴田哲男教授、住井裕司准教授、関西医科大学医学部医化学講座の清水（小林）拓也教授、寿野良二准教授、東北大学大学院薬学研究科の井上飛鳥教授、生田達也助教、京都大学大学院医学研究科の岩田想教授らのグループは、振動分光法（注5）を用いて、心拍数の調節に関与するムスカリン性アセチルコリン受容体（M2R）が内因性アゴニスト（注6...

キーワード：心拍数/産学連携/水素結合ネットワーク/水分子/スペクトル/振動分光/赤外分光/赤外分光法/赤外光/持続可能/持続可能な開発/振動モード/生体内/アゴニスト/変異体/細胞膜/ホルモン/心臓/神経伝達物質/GPCR/Gタンパク質/Gタンパク質共役型受容体/アセチルコリン/アミノ酸/アルツハイマー病/パーキンソン病/ヘリックス/リガンド/構造変化/受容体/神経変性/神経変性疾患/創薬/膜タンパク質/認知症

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発表日：2025年3月17日

332

量子スピン液体の検証方法を確立

――磁場の方向で温まりやすさが変化することに着目――

東京大学大学院新領域創成科学研究科の房圣杰（ファン　センジェー）大学院生、水上雄太助教（研究当時、現在東北大学大学院理学研究科准教授）、橋本顕一郎准教授、芝内孝禎教授らの研究グループは、磁場の角度によって比熱がどのように変化するかを測定することで、蜂の巣格子を持つコバルト酸化物磁性絶縁体Na₂Co₂TeO₆（NCTO）のスピン状態の詳細を解明しました。本研究では、アレクセイ・キタエフにより予測された量子スピン液体（キタエフ・スピン液体、注1）ではマヨラナ粒子が磁場の方向に敏感に依存して熱的に変化をもたらすことに着目しました。磁場方向を変えてNCTOの比熱を測定することで、マ...

キーワード：情報学/量子計算/産学連携/キタエフ模型/コバルト酸化物/スピン液体/マグノン/マヨラナ粒子/準粒子/熱測定/揺らぎ/陽電子/量子スピン/素粒子/磁場/量子スピン液体/絶縁体/持続可能/持続可能な開発/コバルト/スピン/極低温/酸化物/量子力学/結晶構造/ルテニウム

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発表日：2025年3月14日

333

物理法則・計測原理を組み込んだ深層学習による画期的な動的コヒーレントX線回折イメージング解析法の開発に成功

北陸先端科学技術大学院大学（学長・寺野稔、石川県能美市）共創インテリジェンス研究領域のDAM Hieu-Chi（ダム　ヒョウ　チ）教授、HA Minh-Quyet特別研究員（日本学術振興会特別研究員ＰＤ）、VU Tien-Sinh大学院生（博士後期課程）、Adam Mukharil Bachtiar大学院生（博士後期課程）、DAO Duc-Anh大学院生（博士後期課程）、Deakin大学Applied Artificial Intelligence InstituteのTruyen Tran教授、物質・材料研究機構木野日織博士、東北大学（総長・冨永悌二、宮城県仙台市）国際放射光イノベーション...

キーワード：動画像/AI/インテリジェンス/ニューラルネットワーク/情報学/深層学習/人工知能（AI）/産学連携/コヒーレント/時間分解/水溶液/物質科学/X線回折/内部構造/放射光/高分子/時間分解能/材料科学/位相回復/可視光/持続可能/持続可能な開発/材料設計/コロイド/ナノスケール/ナノ構造/ニューラルネット/マイクロ/光学素子/実証実験/微粒子/分解能/生体組織/空間分解能/動態解析/ナノテクノロジー/構造変化/動的構造

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発表日：2025年3月13日

334

複雑なナノスピン構造に由来する物性を予測する第一原理計算手法を開発

―次世代高速・低消費エネルギーのスピントロニクス素子開発に貢献―

近年、非共面スピン構造を持つ物質はスピントロニクス研究で重要な位置を占め、有望な次世代材料として大きな期待を集めています。これまで、この分野では実験研究が急速に進む一方で、理論的な解析はまだ簡略化されたモデルに頼っており、物質の個性を反映した実験で得られた経験的なパラメータを使わずに近似的に解く非経験的予測手法の開発が求められていました。しかし一般に非共面スピン構造はサイズが大きく数値シミュレーションに膨大な計算資源が必要であるため、解析が非常に難しくなっていました。東北大学金属材料研究所の陳曉邑助教（理化学研究所創発物性科学研究センター客員研究員）、東京都立大学大学院理学研究科の...

キーワード：産学連携/ホール効果/数値シミュレーション/波動関数/スキルミオン/トポロジカル/磁気モーメント/磁性体/持続可能/持続可能な開発/磁性材料/電子状態/シミュレーション/スピン/スピントロニクス/ナノスケール/金属材料/第一原理/第一原理計算/密度汎関数理論/量子力学/結晶構造/スキル

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発表日：2025年3月6日

335

陸上植物の共通祖先で獲得された幹細胞形成メカニズムコケ植物の原始的分裂組織からわかった植物幹細胞の進化

幹細胞は多細胞生物の成長の要となる細胞であり、動植物を問わず盛んに研究されています。植物の幹細胞は分裂組織に存在し、葉や茎を作るもとになります。しかし、植物の幹細胞がどのように進化したのかは不明でした。東北大学大学院生命科学研究科の秦有輝助教、経塚淳子教授らは、原始的な分裂組織をもつコケ植物の幹細胞で発現する遺伝子を網羅的に解析しました。その結果、植物ホルモンであるサイトカイニンが転写因子ESRを誘導することで細胞が幹細胞となることを初めて明らかにしました。この幹細胞形成メカニズムは陸上植物の共通祖先で進化し、現在まで保存されてきた仕組みであると考えられます。本研究成果は様々な植物...

キーワード：産学連携/ESR/snRNA/コケ植物/持続可能/持続可能な開発/一細胞/カルス/茎頂分裂組織/分裂組織/植物ホルモン/ホルモン/サイトカイニン/一細胞解析/幹細胞/転写因子/遺伝子

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発表日：2025年3月4日

336

マイコプラズマの滑走運動に必要なモーターの分子構造を世界で初めて明らかに！

マイコプラズマ属細菌の一つで淡水魚の病原菌であるマイコプラズマ・モービレは、菌体の片側にある"滑走装置"を用いて宿主組織の表面にはりつき、滑るように動く"滑走運動"を行います。大阪公立大学大学院理学研究科の宮田真人教授、豊永拓真助教（研究当時、現在東北大学多元物質科学研究所助教）らと大阪大学大学院生命機能研究科日本電子YOKOGUSHI協働研究所の難波啓一特任教授（常勤）、理化学研究所の川上恵典研究員、東北大学多元物質科学研究所の濵口祐准教授らの共同研究グループは、大阪大学のクライオ電子顕微鏡※1を用いて、滑走運動の装置を構...

キーワード：産学連携/水溶液/物質科学/分子構造/ATP合成/電子線/原子分解能/非晶質/持続可能/持続可能な開発/アモルファス/ナノスケール/モーター/電子顕微鏡/分解能/病原菌/ATP合成酵素/クライオ電子顕微鏡/分子モーター/細胞膜/ATP/ミトコンドリア/生体分子/感染症/細菌

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発表日：2025年3月3日

337

国内7機関連携による人工衛星計画がJAXAによる超小型衛星ミッション公募に採択

このたび、金沢大学、東北大学、東京大学、京都大学、名古屋大学、九州工業大学、および情報通信研究機構の共同研究グループは、宇宙航空研究開発機構（JAXA）の超小型衛星ミッション公募に超小型衛星計画を提案し、採択されました。採択された衛星プロジェクト『宇宙天気の三次元計測と能動的放射線帯制御に向けたプラズマ波動の長距離伝搬機構の解明』は、宇宙環境の変動を引き起こす自然電磁波が広い宇宙空間に伝わっていく仕組みを超小型衛星観測によって解明し、宇宙環境変動の理解を通して将来の安全な宇宙利用に貢献する計画です。2027年初頭の開発完了を目標に、金沢大学理工研究域先端宇宙理工学研究...

キーワード：情報通信/産学連携/環境変動/放射線帯/プラズマ波動/衛星/衛星観測/突発天体/持続可能/持続可能な開発/小型衛星/人工衛星/超小型衛星/電磁波/放射線

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発表日：2025年3月3日

338

室温で水素ガスと重水素ガスを簡単に分離冷却不要の省エネルギーな重水素ガス製造技術の実現に期待

水素ガスの同位体であるD2ガスはエレクトロニクスや紫外線ランプなど様々な分野で利用されており、その需要は今後さらに高まっていくと予想されています。現在D2ガスは－250℃で液体水素の蒸留によって生産されています。しかし水素の液化に多くのエネルギーを消費するため、より省エネルギーの分離法が望まれています。東北大学大学院理学研究科の北山拓大学院生、坂本良太教授、高石慎也准教授の研究グループは、北海道大学大学院地球環境科学研究院の野呂真一郎教授、和歌山大学システム工学部の吉田健文講師、高輝度光科学研究センターの宇留賀朋哉主席研究員との共同研究に...

キーワード：産学連携/同位体/重水素/水素分子/マンガン/遷移金属/分子振動/省エネ/紫外線/地球環境/システム工学/省エネルギー/同位体分離/水素ガス

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発表日：2025年2月28日

339

岩石亀裂内でのシリカ析出による流体圧振動を発見

―流体が引き起こす地震発生モデルを実験室で再現―

地震発生のサイクルは地殻内の流体の圧力（流体圧）と関係があると考えられてきました。また、地殻の主要成分であるシリカの析出は断層強度を回復させ、流体圧を上昇させると考えられてきましたが、観測でも実験でも証明されていませんでした。東北大学大学院環境科学研究科の岡本敦教授らは、高温の地殻環境を模擬した水熱実験により、地殻岩石の亀裂内部で流体からのシリカ析出により亀裂を閉塞させる挙動を調べました。その結果、岩石基盤からのシリカの結晶である石英の成長だけでなく、流体からアモルファスシリカや石英粒子が生成・移動・付着することで、亀裂を効果的に閉塞することがわかりました。亀裂の目詰まりにより上流...

キーワード：産学連携/地震発生帯/持続可能/持続可能な開発/水環境/アモルファス/シリカ

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発表日：2025年2月27日

340

強誘電性と光反応性が共存する固体有機材料を開発

─新規の高密度メモリなどへの応用に期待─

有機分子の中には、光に応答して分子構造が変化したり、化学反応を生じたりする性質を持つ物質があります。一般にこれらの変化や反応は溶液中で起こりますが、適切な分子配列の制御を行うことで固体の分子集合体中においてもその実現が可能になります。分子集合体の中の分極構造が反転運動するダイナミクスは、不揮発性メモリの動作原理でもある強誘電体の実現に不可欠で、その分子設計には、極性構造の設計と外部電場に応答可能な柔らかな結晶格子の実現が重要となります。一方で固体中の光反応性と強誘電性の共存は、極めて緻密な分子設計と分子配列制御が必要であることから、これまでは実現されていませんで...

キーワード：産学連携/結晶格子/弱い相互作用/物質科学/誘電性/相転移/分子構造/スチルベン/構造形成/光応答性/光反応/分子集合体/有機エレクトロニクス/有機合成化学/光応答/強誘電性/有機分子/ハイブリッド材料/メモリ/メモリ素子/光メモリ/双極子/分子配列/有機材料/誘電体/持続可能/光照射/持続可能な開発/強誘電体/不揮発性メモリ/ヒステリシス/ダイナミクス/機能制御/超分子/合成化学/分子集合/分子設計/有機合成

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発表日：2025年2月27日

341

約400度の温度変化でも超弾性を示す軽量な形状記憶合金を開発

～宇宙環境や生体用途での利用に期待～

宇宙開発や水素社会などの分野においては、軽量でありながら激しい温度変化に対応できる形状記憶合金の開発が求められています。東北大学学際科学フロンティア研究所の許勝助教、同大学大学院工学研究科貝沼亮介教授、大森俊洋教授、宋雨鑫大学院生（研究当時）らの研究グループは、日本原子力研究開発機構、J-PARCセンター、チェコ科学アカデミーなどとの共同研究により、−269℃の極低温から+127℃の高温までの広い温度範囲で優れた超弾性特性を示す新規軽量形状記憶合金の開発に成功しました。開発したチタン-アルミニウム基合金は、室温での比重が4.36と従来材より約3割低く、...

キーワード：産学連携/J-PARC/持続可能/持続可能な開発/チタン/超弾性/アルミニウム/ひずみ/極低温/形状記憶合金/原子力/生体材料

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発表日：2025年2月27日

342

分解酵素は細胞膜の中でタンパク質をヘッドロックして切断する

〜基質と結合した膜内タンパク質分解酵素の立体構造を解明〜

横浜市立大学大学院生命医科学研究科の禾晃和准教授らの研究チームは、大阪大学蛋白質研究所、京都大学医生物学研究所、東北大学大学院医学系研究科との共同で、細胞膜の中で働く特殊なタンパク質分解酵素RsePが基質となるタンパク質を結合した状態の立体構造を明らかにしました。今回の研究により、RsePの内部に取り込まれた基質タンパク質は、しっかりと固定（ヘッドロック）され、引き伸ばされた状態で切断されることが明らかになりました（図1）。切断の仕組みを詳しく調べていくことで、将来的には、細菌の感染や増殖を抑える薬剤の開発につながることが期待されます。　本研究成果は、「Science Adva...

キーワード：産学連携/閉じ込め/検出器/電子線/持続可能/持続可能な開発/電子顕微鏡/クライオ電子顕微鏡/細胞膜/タンパク質分解/ヘリックス/細菌感染/創薬/立体構造/感染症/抗体/細菌

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発表日：2025年2月27日

343

広帯域のテラヘルツ光で光のダイオ

ード効果を観測次世代高速無線通信用デバイスの開発につながる機構を解明

磁性と誘電性が強く相関したマルチフェロイック物質では、電気磁気効果に起因する新奇な物性が報告されています。その一つが電流を一方向にだけ流して逆流を防ぐ半導体部品のダイオードに似た、光の「一方向透過性」です。この性質を持つ物質は、光の吸収がなく透明に見える状態から光の進行方向を180°反転すると光の吸収が起こり透明でなくなります。東北大学金属材料研究所の赤木暢助教、静岡大学理学部の松本正茂教授、大阪大学大学院理学研究科の鳴海康雄准教授と萩原政幸教授、神戸大学分子フォトサイエンス研究センターの大久保晋准教授と太田仁名誉教授（当時、教授）からなる共同研究グループは、光の一方向透過性を、将...

キーワード：無線通信/ミリ波/情報学/産学連携/ESR/テラヘルツ光/パルス/パルス強磁場/マグノン/マルチフェロイック/強磁場/交差相関/準粒子/電気磁気効果/誘電性/量子化/広帯域/電子スピン共鳴/テラヘルツ/遠赤外線/磁場/赤外線/磁性体/光アイソレータ/光スイッチ/光デバイス/光通信/光励起/持続可能/持続可能な開発/スピン/マイクロ/マイクロ波/金属材料/周波数/電磁波/半導体

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発表日：2025年2月26日

344

火星表層に水が保持される理由の一端を解明

吸着性の高い粒子が地中水蒸気の拡散速度を低減

人類の到達を見据えた今後の火星探査において、利用可能な表層の水分布を把握することは非常に重要です。また、火星の水環境の形成を理解することは、火星がかつての温暖・湿潤な環境から現在の寒冷・乾燥な環境に至った変遷のメカニズムを解明する鍵となります。東北大学大学院理学研究科地球物理学専攻の古林未来大学院生と黒田剛史助教らの研究グループは、火星全球気候モデル内にレゴリスの物理特性（ここでは吸着性など）が緯度によって不均一であることを考慮した地中水拡散モデルを新たに開発し、地下2 mまでの水分布を推定しました。その結果、吸着性の高いレゴリスが豊富な吸着水を安定的に保持し、火星周回機で観測...

キーワード：産学連携/水分子/気候モデル/水蒸気/全球気候モデル/惑星/水輸送/水環境/数値モデル

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発表日：2025年2月17日

345

N₂O₅ガスの作用機序を光るシロイヌナズナで解明

〜プラズマによるオンサイトガス合成技術とのタッグで循環型農業へ〜

無水硝酸とも呼ばれるN2O5は、殺菌、治療、医薬品合成、材料合成への活用など、多くの可能性を秘めた窒素化合物です。東北大学大学院工学研究科・非平衡プラズマ学際研究センターの佐々木渉太助教、髙島圭介助教（研究当時）、金子俊郎教授は、これまでの研究で、空気のみを原料としてN2O5を選択的にオンサイト合成するプラズマ装置の開発に成功し、N2O5ガスをさまざまな植物に暴露する実験で、免疫が活性化すること、有用な二次代謝産物...

キーワード：産学連携/学際研究/非平衡/非平衡プラズマ/持続可能/持続可能な開発/センサー/バイオセンサー/カルシウムイオン/神経活動/シロイヌナズナ/二次代謝/二次代謝産物/Ca2+/シグナリング/蛍光タンパク質/緑色蛍光タンパク質(GFP)/筋肉/代謝産物/カルシウム/医薬品合成/遺伝子

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発表日：2025年2月17日

346

巨大火山噴火と寒冷化の長期的な関係

～鍾乳石に閉じ込められた7千年前の雨水を分析～

名古屋大学大学院環境学研究科の植村立准教授、Syed Azharuddin研究員らの研究グループは、東北大学大学院理学研究科の浅海竜司准教授、国立台湾大学との共同研究により、約7千年前の連続する大規模火山噴火イベントの後に数十年間にわたる寒冷化が起こっていたことを明らかにしました。研究チームは、過去の火山噴火と気候変動の関係を解明するため、沖縄県南大東島の鍾乳石を分析しました。鍾乳石には、過去の降水が微量の液体のまま保存されています。独自の分析手法により、当時の降水の同位体を測定し、気温や降水量を復元しました。その結果、連続する大規模火山噴火の後、数十年スケールで気温が約2℃低下し...

キーワード：産学連携/火山噴火/閉じ込め/火山活動/気候変動/同位体

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発表日：2025年2月14日

347

2023年以降、三陸沖での水温上昇は世界で過去最大

～黒潮続流の異常進路が示す未来～

通常、千葉県から東へ流れ去る海流として知られる「黒潮続流」が、2022年末に北向きの進路を取り始め、2024年春には青森県沖にまで達しました。この異常な流路変更により、豊かな漁場として知られる三陸沖の海洋環境が大きく変化し、地域の気候や水産業への影響が懸念されています。東北大学大学院理学研究科（東北大学・海洋研究開発機構変動海洋エコシステム高等研究所（WPI-AIMEC）兼務）の杉本周作准教授らの研究グループは、衛星観測データや気象庁が実施した観測航海データなどを用いた三陸沖の状況の分析によって、2023年以降、三陸沖の海面水温が平年より約6℃高い状態が続いていること、そして、2...

キーワード：環境変化/産学連携/海洋/海面水温/黒潮続流/衛星/衛星観測/持続可能/持続可能な開発/海洋環境

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発表日：2025年2月14日

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リチウムイオン電池電極からの金属溶出を可視化する技術を開発

二次電池の長寿命化と安全性向上への貢献に期待

リチウムイオン電池（LIB2）は、スマートフォンや電気自動車（EV）などに幅広く利用されていますが、経年劣化による交換費用や劣化電池の安全性への危惧が大きな社会問題となっています。電池劣化の要因は幾つかありますが、その一つとして電池材料の分解と溶出の可能性が指摘されています。東北大学多元物質科学研究所のヘラーニチヤ（Hellar Nithya）学術研究員らのグループは、MRIを用いて、リチウムイオン電池の正極材料であるLMOからマンガンイオンが電解液中に溶出する様子をリアルタイムで可視化する手法を開発し、電池の充放電時にマンガン（Mn）が溶出する電圧や場所や...

キーワード：産学連携/磁気共鳴/物質科学/磁場/正極材料/リチウムイオン二次電池/材料科学/マンガン/リチウムイオン電池/遷移金属/蓄電池/電解液/持続可能/持続可能な開発/イオン伝導/電池/カーボン/コバルト/その場観察/リチウム/金属イオン/携帯電話/自動車/長寿命化/電気化学/電気自動車/二次電池/エチレン/リン酸/磁気共鳴画像/寿命/脊椎/MRI/核磁気共鳴/スマートフォン

他の関係分野：複合領域総合理工工学農学医歯薬学

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発表日：2025年2月14日

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わずか4時間で寿命下限の世界最高感度更新

高分散赤外線分光技術によるダークマター探索実験に成功

ダークマターは宇宙の質量の大部分を占めているにもかかわらず、その正体はいまだ明らかになっていない。東京都立大学大学院理学研究科の殷文准教授（2024年3月まで東北大助教）、東京大学大学院理学系研究科の松永典之助教ら、京都産業大学の大坪翔悟研究員ら、国立天文台の谷口大輔学振研究員ら、株式会社フォトクロスの池田優二代表取締役らの共同研究グループは、南米チリ・ラスカンパナス天文台で米国カーネギー天文台などが運用するマゼラン望遠鏡（口径6.5m）に搭載されている近赤外線高分散分光器WINEREDを用いて、約1.8～2.7電子ボルト(eV)の質量領域（電子の質量の約1/200000）でダークマター...

キーワード：産学連携/素粒子理論/素粒子/ダークマター/宇宙物理学/近赤外/近赤外線/銀河/高分散分光/赤外線/素粒子物理/天文学/分光器/望遠鏡/分解能/高分解能/寿命

他の関係分野：複合領域工学医歯薬学

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発表日：2025年2月14日

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赤ちゃん星のスピンダウン：大規模シミュレーションでそのメカニズムを発見

―太陽の進化解明に期待―

大阪大学大学院理学研究科の髙棹真介助教、久留米大学の國友正信講師、東京大学の鈴木建教授、国立天文台の岩﨑一成助教、東北大学大学院理学研究科の富田賢吾准教授らの研究グループは、ガスを食べて成長中の赤ちゃん星、すなわち原始星の大規模シミュレーションを実施することで、原始星がどんどんと回転の勢いを弱めていく新機構（スピンダウン機構）を発見しました。原始星は回転する原始惑星系円盤のガスを食べることで、回転の勢いを表す「角運動量」を増加させていきます。そのうえ原始星は徐々に半径も縮めていくため、まるでフィギュアスケート選手が腕や脚を縮めて回転の勢いを増していくように、原始星の回転も速くなると...

キーワード：産学連携/内部構造/原始星/原始惑星系円盤/磁場/星形成/太陽/天文学/惑星/惑星形成/シミュレーション/スピン/大規模シミュレーション

他の関係分野：複合領域工学