東北大学研究Discovery Saga

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研究分野：化学に関係する研究一覧：164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：数物系科学総合理工工学

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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。

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：情報学数物系科学工学

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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：数物系科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

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

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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。

外光の映り込みを抑えた超低反射ディスプレイを開発

―印刷物のように見える高視認な次世代ディスプレイ―

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。

バイオレットライトを発するマイクロLEDを搭載したディスプレイシステムを開発

―屋内環境で不足する光をディスプレイで補う新たな発想―

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

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

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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

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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：数物系科学総合理工工学農学医歯薬学

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発表日：2026年4月24日

水完全分解光触媒における初めてのオールインワン助触媒を実現

―サステイナブルな水素社会の実現に向けて―

光触媒による水完全分解（OWS）は、持続可能な水素生産に大きな可能性を秘めています。OWSでは、光触媒表面での水素発生反応（HER）と酸素発生反応（OER）の双方の促進が極めて重要であり、おのおのの反応に、個別に高い活性を示すHERおよびOER助触媒を、光触媒上の狙いの位置に選択的に修飾することが高活性化の鍵になります。しかし、煩雑な多段階光析出プロセスと逆反応を阻害するための酸素遮断層の必要性、逆反応を完全に抑制することの難しさ、遮断層の耐久性に関する懸念など、依然として大きな課題が残っています。東北大学大学院理学研究科の坂本良太教授らの研究グループは、導電性二次元金属有機構造体...

キーワード：水素生成/自己組織/多孔性結晶/金属有機構造体/酸素発生反応/触媒作用/バンドギャップ/水分解/持続可能/持続可能な開発/光触媒/水素発生/ナノメートル/金属イオン/水素製造/耐久性/導電性/組織化/酸化反応/配位子

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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：数物系科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：数物系科学工学医歯薬学

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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：数物系科学工学

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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6日

エンベロープウイルス粒子を検出するサンドイッチELISAを実現

―脂質膜結合性リガンドの利用により「タンパク質」検出を「ウイルス粒子」検出に変換―

A型インフルエンザなど、ここ10年ほどの間に世界的に大流行したウイルス感染症のほとんどは、脂質膜を持つウイルス（エンベロープウイルス）によるものです。ウイルスによる感染症拡大抑制対策にはウイルス解析技術が必要不可欠であり、一般的にはウイルス粒子内に含まれるタンパク質を計測する抗体法ならびにゲノム（核酸）を計測するPCR法が用いられています。一方、これらはウイルス粒子構造を破壊後に解析する手法であり、感染力などのウイルス粒子としての機能を評価することは困難です。東北大学大学院理学研究科の佐藤雄介准教授らの研究グループは、典型的なエンベロープウイルスであるA型インフルエンザウイルス（I...

キーワード：分析技術/両親媒性/PCR法/ELISA法/持続可能/持続可能な開発/粒子計測/機能性/脂質膜/ELISA/機能解析/脂質二重膜/ウイルス感染症/酵素反応/PCR/インフルエンザ/インフルエンザウイルス/リガンド/酸化反応/ウイルス/ゲノム/感染症/抗体/脂質

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：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3日

竹シートで高強度化した生分解性複合材料を開発

―海水環境における分解挙動を力学特性に基づいて予測―

プラスチックごみによる環境負荷の低減に向けて、使用後に自然環境中で分解する材料の開発が求められています。しかし、生分解性を持つだけでは実用材料として十分ではなく、使用期間中に必要な強さや剛性をどのように確保するかが大きな課題です。東北大学工学部材料科学総合学科のRova Lovisa助教、環境科学研究科のDas Snigdha大学院生、王真金助教、栗田大樹准教授、成田史生教授（工学部材料科学総合学科兼担）らは、竹シートと海洋生分解性ポリマーPHBHを熱圧縮により積層した新しいグリーン複合材料を開発しました。最適な積層構成では、引張強さ71.2 MPaを達成し、PHBH単体および竹単...

キーワード：海洋/環境調和/高分子/生分解性ポリマー/材料科学/生分解/持続可能/持続可能な開発/水環境/環境負荷低減/プラスチック/ポリマー/環境負荷/高分子材料/積層構造/二酸化炭素/複合材/複合材料/生分解性/コンポスト/土壌/微生物/層構造

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発表日：2026年4月1日

抗マラリア性をもつ新規天然物ストラセリオリドAの効率的な合成に成功

マラリアは、1年間で約2億5千万人が感染し、年間の死亡者数は約62万人と推定されている深刻な感染症です。現在のマラリア治療法として、多剤を組み合わせる方法が最も一般的です。しかし、マラリア治療薬に対する薬剤耐性の発生が近年深刻な問題となりつつあります。したがって、新しい作用機序を有する有効な低分子薬の開発が強く求められています。この様な背景の中、最近新規マクロリドであるストラセリオリドA-Dが発見されました。これら天然物は、強力な抗マラリア活性を有しており、次世代の抗マラリア薬開発の出発点となるリード化合物として期待が持たれています...

キーワード：カップリング反応/ニッケル触媒/持続可能/持続可能な開発/生物活性/カップリング/医薬品開発/構造活性相関/細菌感染/有機合成/マラリア/感染症/細菌/薬剤耐性

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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

PROTAC分子の効率的な改良を可能にする合成手法

―タンパク質分解医薬の開発を加速―

PROTACsは、標的タンパク質を分解する新しい創薬手法として注目されていますが、分子構造が大きく複雑であるため、有望な分子を効率よく見いだすことが難しいという課題があります。東北大学大学院薬学研究科の山越博幸助教、岩渕好治教授らの研究グループは、アトピー性皮膚炎の治療薬開発を目指し、標的タンパク質BRD4を分解するPROTAC「TKP-5」を見出しました。さらに、リンカーに「1,3-ブタジイン」構造を導入した新たな合成手法を開発し、類似分子を効率的に合成することに成功しました。また、類似分子の効果を調べ、コンピュータ解析も活用することで、TKP-5が高い分解効果を示すために重要な...

キーワード：最適化/分子構造/機能性分子/持続可能/ベンゼン/持続可能な開発/機能性/炭化水素/アトピー性皮膚炎/アルキン/タンパク質分解/創薬

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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24日

指先の色の変化でAR/MR操作を実現する新入力技術

―特別な装置なしで壁や机をタッチパネルとして利用可能にー

AR/MR機器には、コントローラなどを使用せずに手の動きだけで操作する「空中ジェスチャ」が広く用いられています。この方法は長時間の操作で腕が疲れやすく、触覚フィードバックが得られないため、壁や机などの平面を利用したタッチ入力の研究が進められてきましたが、多くの手法では深度センサなどの装置が必要でした。東北大学電気通信研究所のチョウ・コウカン特任研究員らのグループは、こうした課題を解決するために、指先の皮膚が押されることで色が一時的に白くなるブランチング現象を利用した新しい入力手法「BlanchTouch」を開発しました。この技術では、AR/MRヘッドマウントディスプレイのカメラ映...

キーワード：電気通信/拡張現実/触覚フィードバック/人工知能（AI）/ディスプレイ/持続可能/持続可能な開発/キャリブレーション/フィードバック/日常生活/ICT

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発表日：2026年3月24日

スマホ感覚のAR/MR新文字入力法

―小型バーチャルキーボードで混雑した公共空間でも快適操作―

AR/MRグラスやヘッドマウントディスプレイなどの機器は、将来スマートフォンに代わる情報端末として期待されています。しかし、文字入力の手段として広く利用されている空中操作による入力は難しく、特に小型のバーチャルキーボードには、精確性と快適性の両立が課題となっていました。東北大学電気通信研究所のチョウ・コウカン特任研究員は、利用者が入力しようとしている文字を推定するアルゴリズムを考案し、それを組み合わせた新しい文字入力方式「FanType」を提案しました。本方式は、スマートフォンサイズの小型バーチャルキーボード用に推定された入力候補を扇形に提示することで、親指の小さな動きだけで素早く...

キーワード：電気通信/拡張現実/アルゴリズム/ディスプレイ/公共空間/持続可能/持続可能な開発/日常生活/ICT/スマートフォン

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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

他の関係分野：数物系科学総合理工工学農学医歯薬学

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発表日：2026年3月12日

世界初、カリブ海型シガトキシン C-CTX1の全合成に成功

―C3位異性体の毒性発見で中毒予防研究に大きく前進―

シガテラ中毒は、熱帯・亜熱帯海域の魚類の摂食により発生する世界最大規模の急性自然毒食中毒であり、年間2～6万人の中毒患者の発生が推定されています。その原因毒であるシガトキシン（CTX）類は、渦鞭毛藻により産生され、食物連鎖を通じて魚類に蓄積される複雑な巨大ポリ環状エーテル天然物です。近年、カリブ海型シガトキシン（C-CTX）による中毒がヨーロッパでも継続的に発生しています。そのため、その予防対策は世界的に急務の課題となっています。東北大学大学院生命科学研究科の佐々木誠教授らのグループは、遷移金属触媒を用いた環化反応やカップ...

キーワード：海洋/食物連鎖/カップリング反応/遷移金属触媒/遷移金属/金属触媒/持続可能/持続可能な開発/海洋天然物/生物活性/渦鞭毛藻/ナトリウム/カップリング/イオンチャネル/環化反応/抗体

他の関係分野：環境学工学総合生物農学医歯薬学

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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

他の関係分野：数物系科学工学農学

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発表日：2026年3月11日

外生菌根菌の菌糸ネットワークによる情報伝達を確認

―森のキノコはあなたの立ちションに気づき、ウワサしている!?―

菌根菌は土壌中に菌糸のネットワークを張り巡らせ、植物の根と共生関係を築くことで森林生態系の維持に重要な役割を果たしています。菌根菌の菌糸を介した地下の情報伝達は世間の注目を集めていますが、科学的なデータは多くありません。東北大学大学院農学研究科の深澤遊准教授の研究グループは、アンモニア菌と呼ばれるグループの菌根菌のキノコ（子実体）を森林の地上に大量に発生させて電極を設置することで、人為的な刺激に応じた37本のキノコ間の電気的情報伝達の変化を記録することに成功しました。一部のキノコの根元へ水を与えると、37本の...

キーワード：アンモニア/光合成/持続可能/持続可能な開発/生態系/外生菌根/外生菌根菌/菌根菌/森林生態/森林生態系/土壌/生態学

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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

他の関係分野：複合領域数物系科学工学農学医歯薬学

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発表日：2026年3月4日

アミロイドの種類が睡眠と脳活動を左右する

～線維化Aβ40と線維化Aβ42がマウスの睡眠・皮質脳波に異なる影響～

北海道大学大学院理学研究院の常松友美准教授らの研究グループは、東北大学学際科学フロンティア研究所の佐栁友規学術研究員（研究当時）、奥村正樹准教授、韓国基礎科学研究所の李　映昊教授らとともに、アルツハイマー病の原因物質として知られる線維化アミロイドベータ（Aβ）が、マウスの睡眠と脳波活動（皮質オシレーション）に及ぼす影響が、線維化Aβの種類によって大きく異なることを明らかにしました。アルツハイマー病では記憶障害などの症状に加えて睡眠障害がしばしば報告されますが、その神経生理学的メカニズムは十分に解明されていませんでした。本研究では代表的な2種類の線維化Aβ（線維化Aβ1-40、線維化...

キーワード：脳活動/タンパク質構造/物理化学/持続可能/持続可能な開発/電子顕微鏡/神経生理学/皮質脳波/生物物理/病態解明/アミロイド/アルツハイマー病/バイオテクノロジー/マウス/神経細胞/創薬/動的構造/海馬/睡眠/睡眠障害/生理学/線維化/脳波

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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

他の関係分野：環境学数物系科学工学総合生物医歯薬学

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発表日：2026年2月25日

Y染色体がもたらす男性特異的な疾患リスク形成機構を解明

―2型糖尿病の性差につながる新たなリスク因子の発見―

東京大学大学院医学系研究科遺伝情報学の佐藤豪助教、岡田随象教授（兼：大阪大学ワクチン開発拠点先端モダリティ・DDS研究センター（CAMaD）教授、大阪大学大学院医学系研究科遺伝統計学教授（研究当時）、理化学研究所生命医科学研究センターシステム遺伝学チームチームディレクター）、東京大学大学院医学系研究科代謝・栄養病態学の山内敏正教授、虎の門病院の門脇孝院長、東京大学医科学研究所附属ヒトゲノム解析センターシークエンス技術開発分野の松田浩一特任教授（兼：同大学大学院新領域創成科学研究科メディカル情報生命専攻クリニカルシークエンス分野教授）、大阪大学大学院医学系研究科呼吸器・免疫内科学の山...

キーワード：情報学/人工知能（AI）/がん研究/ゲノムDNA/遺伝情報/生殖/持続可能/持続可能な開発/リスク評価/遺伝的変異/シークエンス/遺伝統計学/生殖細胞/ゲノム情報/バイオバンク/ヒトゲノム/血清/染色体/体細胞変異/ゲノム解析/DDS/2型糖尿病/ゲノム/リスク因子/ワクチン/遺伝学/遺伝子/遺伝子変異/加齢/感染症/個別化医療/新型コロナウイルス感染症/糖尿病/網羅的解析

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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21日

AIが「理想の主翼」を自律設計、計算コスト1/10で大型旅客機主翼の最適形状を導出

―水素・アンモニア燃料機など脱炭素機の開発加速に期待―

炭素繊維強化プラスチック（CFRP）を用いた次世代航空機の設計において、燃費向上のための「翼の細長化（高アスペクト比化）」と「軽量化」の両立は最大の課題です。東北大学流体科学研究所の Liu Yajun 特任研究員、阿部圭晃准教授、および九州大学大学院工学研究院の下山幸治教授らの研究チームは、強力なAI手法である「多目的ベイズ最適化」を導入し、膨大な計算（数千回）が必要な設計解析を従来の10分の1まで短縮することに成功しました。本研究の...

キーワード：アスペクト/最適化/人工知能（AI）/アンモニア/トレードオフ/樹脂/ファイバー/持続可能/炭素繊維/材料特性/持続可能な開発/カーボン/CFRP/プラスチック/軽量化/航空機/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

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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16日

家庭での尿検査を可能にする新技術

―クレアチニン補正を実現する簡易・高感度バイオセンサを開発―

尿は、健康状態や疾患リスクを知るための重要な情報を含む身近な検体ですが、摂取水分量や個人差によって濃度が大きく変動するため、正確な評価には補正が欠かせません。尿中バイオマーカーの評価では、一般にクレアチニン補正が用いられますが、従来は家庭で簡便かつ高精度に測定できる技術がありませんでした。東北大学大学院工学研究科の小野崇人教授と大学院医学系研究科の阿部高明教授の研究グループは、白金ナノ粒子と酵素反応（注6）を利用した抵抗変化型バイオセンサ（ケミレジスタ型バイオセンサ）を新たに開発し、家庭での尿検査に適した簡易かつ高精...

キーワード：金ナノ粒子/高分子/持続可能/還元反応/持続可能な開発/電気抵抗/ナノメートル/ナノ粒子/モニタリング/電荷移動/電気化学/生体内/酵素反応/筋肉/血液/電気化学測定/バイオマーカー/抗体

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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

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発表日：2026年2月9日

五角形のケイ素π電子系化合物の合成に成功

―全ケイ素置換シクロペンタジエニドの登場―

ケイ素は元素周期表で炭素の一つ下にあり、半導体、炭化ケイ素繊維、シリコーンなどの身近な高機能性材料を与える元素です。しかし、ケイ素の場合、機能性炭素（有機）材料によく見られるπ電子系化合物（ベンゼンやフラーレンなど）は通常は安定ではありません。π電子系化合物を構成するπ結合がケイ素の場合は強くなく安定ではないからです。そのため、ケイ素の数が増えるほど、そのπ電子系化合物の合成は難しくなり、5つ以上の連続するケイ素原子上にπ電子を非局在化させた分子の合成は挑戦的な課題でした。東北大学大学院理学研究科の岩本武明教授、石川朋樹大学院生、石田真太郎准教授の研究グループは、五角形のケイ素骨格...

キーワード：π電子/分子構造/芳香族/ケイ素/保護基/芳香族化合物/有機ケイ素化合物/有機金属化合物/有機金属/フェロセン/金属触媒/ベンゼン/耐熱材料/電子状態/機能性材料/半導体/機能材料/機能性/フラーレン/合成化学/配位子

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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

左心疾患に伴う肺高血圧症の病態機序解明へ

－INHBAを含むTGF-βシグナルがカギを握る－

左心疾患に伴う肺高血圧症は、肺高血圧症の原因の中で患者数が最も多く、予後不良です。しかしながら、本疾患の病態解明は不十分で肺高血圧症に対する特異的な治療法がありません。近年、INHBA（Activin A）を中心としたTGF-βシグナルを抑制するソタテルセプト（注4）が新規の肺動脈性肺高血圧症の治療薬として注目されています。しかし、左心疾患に伴う肺高血圧症におけるINHBAの役割は十分に理解されていませんでした。東北大学大学院医学系研究科循環器内科学分野の安田聡教授、山田祐資医員、同大学SiRIUS（医学イノベーション研究所）佐藤大樹講師らの研究グループは、左...

キーワード：二量体/MYC/筋細胞/持続可能/持続可能な開発/モデリング/アクチビン/肺高血圧/平滑筋/血管リモデリング/動物モデル/TGF-β/リモデリング/成長因子/病態解明/c-Myc/ミトコンドリア/細胞増殖/培養細胞/平滑筋細胞/遺伝子/遺伝子発現/血圧/高血圧/線維化/肺高血圧症

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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26日

リンパ行性薬物送達法(LDDS)の溶媒設計を最適化

― 浸透圧と粘度の制御によりがん転移リンパ節への効率的な薬物動態を実現 ―

がんのリンパ節転移は患者の予後を左右する重要な病態であり、早期かつ局所的な治療法が求められます。抗がん剤をセンチネルリンパ節(注4)に直接投与し、下流のリンパ節へと送達する「リンパ行性薬物送達法（lymphatic drug delivery system：LDDS）」は、革新的な治療法として注目されています。しかし使用する溶媒の浸透圧や粘度といった物理化学的特性が、リンパ節内の薬物分布や周囲の微小循環動態にどのような影響を及ぼすのか、その詳細なメカニズムはこれまで十分に明らかにされていませんでした。東北大...

キーワード：最適化/物理化学/高浸透圧/浸透圧/持続可能/持続可能な開発/最適設計/医工学/リンパ管/センチネルリンパ節/リンパ節転移/微小循環/臨床応用/モデルマウス/歯学/がん細胞/がん転移/マウス/血液/臨床試験/抗がん剤/薬物動態/臨床研究

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発表日：2026年1月21日

電気で動く「やわらかい糸」を開発

－身体に寄り添う次世代アクチュエータファイバ－

柔らかく安全に動作するアクチュエータは、ソフトロボティクスやウェアラブルデバイスなど、次世代の人間共存型技術において重要な役割を担っています。しかし、従来のアクチュエータの多くは金属材料を用いており、高い剛性や動作自由度の制限、複雑な駆動系が課題となっていました。東北大学学際科学フロンティア研究所・大学院医工学研究科の郭媛元准教授、ならびに工学部機械知能・航空工学科の秋元有斗学部生（学際科学フロンティア研究所ジュニアリサーチャー）を中心とし、フランスINSA Lyon MatéIS研究所、および日仏ジョイントラボラトリー（ELyTMaX）との国際共同研究チームは、光ファイバ製造に...

キーワード：ウェアラブル/ウェアラブルデバイス/高分子/樹脂/持続可能/持続可能な開発/アクチュエータ/ソフトアクチュエータ/ナノメートル/ポリマー/マイクロ/モーター/ロボット/ロボティクス/金属材料/高分子材料/多自由度/医工学/ソフトロボティクス/ヘルスケア

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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15日

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

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発表日：2026年1月14日

細菌と薬剤耐性拡散の関係理解に新たな道筋

―水環境中の細菌のエネルギー配分に着目した数理モデル―

水環境中に存在する細菌は、限られたエネルギーをどの生理機能に優先的に使うのかという選択を迫られています。東北大学大学院環境科学研究科のKatayoun Amirfard助教、大学院工学研究科の佐野大輔教授らの研究グループは、細菌が増殖、バイオフィルム形成、接合による薬剤耐性遺伝子伝播、ならびに重金属耐性といった多様な機能に、エネルギーをどのように振り分けているのかを、Dynamic Energy Budget（DEB）理論に基づく数理モデルを用いて解析しました。特に、さまざまな分野で使用され、水環境中にも広く...

キーワード：フラックス/環境汚染/重金属/フィルム/エネルギー利用/ZnO/酸化亜鉛/持続可能/持続可能な開発/水環境/プラスミド/環境ストレス/バイオマス/生理機能/抗生物質/ストレス/バイオフィルム/遺伝子/細菌/薬剤耐性

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発表日：2026年1月13日

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

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発表日：2026年1月13日

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

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24日

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

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発表日：2025年12月23日

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

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発表日：2025年12月20日

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

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発表日：2025年12月20日

小児腸管不全関連肝障害に対する未承認薬の医師主導治験を終了

－希少疾病用医薬品の国内承認に向けた大きな一歩－

小児の腸管不全では静脈栄養が必要ですが、従来の大豆油由来脂肪乳剤はIFALDの原因となります。また、本剤はIFALD の予防・改善に有効とされ海外35カ国以上で承認されていますが、国内では未承認のため、患者は従来の治療を続けざるを得ませんでした（図1）。東北大学大学院医学系研究科小児外科学分野の和田基教授と東北大学病院総合外科・小児外科グループは、小児のIFALDに対するOmegaven®の医師主導治験（第III相試験）を実施しました。2025年12月11日に目標とする20例の症例登録および治験薬投与を完了し、治験を終了しました。また、本剤は、202...

キーワード：ミセル/持続可能/持続可能な開発/ビタミン/肝不全/合併症/小児外科/アミノ酸/アラキドン酸/肝障害/脂肪酸/医師/小児/生活の質

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発表日：2025年12月18日

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

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発表日：2025年12月17日

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

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

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発表日：2025年12月15日

医薬品への応用が期待されるアルカロイドの網羅的化学合成に世界で初めて成功

トリカブト属の植物から主に抽出されるアルカロイドであるデヌダチン類は、抗酸化作用や抗不整脈作用、鎮痛作用など多彩な生物活性を示す化合物群であり、創薬シーズとして注目されています。これまでに骨格上の酸素官能基の配置パターンが異なる約60種の類縁体が単離されていますが、その極めて複雑な骨格構造と多数の酸素官能基により化学合成例はわずか三例（うち不斉合成は一例）のみでした。このため、多くのデヌダチン類が合成されずに取り残されており、天然からの単離量も限...

キーワード：光学活性/不斉合成/持続可能/持続可能な開発/生物活性/タバコ/アルカロイド/官能基/抗酸化/抗酸化作用/創薬/天然有機化合物/不整脈

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発表日：2025年12月13日

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

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4日

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

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発表日：2025年12月4日

ビニグロールの生合成に関与する新しいタイプのテルペン環化酵素の機能を解明

―実験と理論の協奏により詳細な反応機構を提唱－

ビニグロールはジテルペン(注２)と呼ばれる化合物群の一種で、抗腫瘍活性や血小板の凝集抑制など様々な生物活性を示すことから、創薬のシードとして期待されています。また、ビニグロールがもつ化学構造には他の天然有機化合物には見られない特徴があることから注目されてきました。これまでにビニグロールの有機合成が多くの研究グループによって検討されてきましたが、本化合物が生体内で作られる仕組みについてはほとんどわかっていませんでした。東北大学大学院薬学研究科の浅井禎吾教授の研究グループは、ビニグロールを生産する糸状菌のゲノム配列から、...

キーワード：反応機構/持続可能/持続可能な開発/生物活性/生体内/biosynthesis/ゲノム配列/ジテルペン/テルペン/リン酸/生合成経路/糸状菌/生合成/生合成遺伝子/機能解析/テルペノイド/環化反応/血小板/合成生物学/創薬/天然有機化合物/有機合成/ゲノム/遺伝子/抗がん剤

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発表日：2025年12月3日

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

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11月27日

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15日

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

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

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

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

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11日

高いひずみ検出感度を示すナノグラニュラー材料を開発

― 高感度・省電力かつ高密度集積が可能なひずみゲージの実現に期待 ―

物体の変形（ひずみ）を電気信号として検出するひずみゲージは、土木や医療など非常に多くの分野で利用されています。ひずみゲージの高感度化・小型化・省電力化はIoT社会の高度化にとって重要な課題です。東北大学学際科学フロンティア研究所の増本博教授らの研究グループは、電磁材料研究所、東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）、理化学研究所との共同研究により、金属ナノ粒子が絶縁体中に分散したナノグラニュラー材料が、現在広く利用されている金属箔ひずみゲージと比べ、約5倍の大きいゲージ率と約107倍の高い電気抵抗率を示すことを発見しました。...

キーワード：モノのインターネット（IoT）/フィルム/材料科学/センシングデバイス/絶縁体/持続可能/持続可能な開発/金属ナノ粒子/電気抵抗/コバルト/センシング/トンネル/ナノサイズ/ナノメートル/ナノ粒子/ひずみ/マグネシウム/ロボティクス/電子顕微鏡/透過電子顕微鏡/二酸化炭素/微細構造/分解能/量子力学/高分解能/構造変化

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発表日：2025年11月10日

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

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発表日：2025年11月5日

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

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10月30日

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23日

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21日

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

【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18日

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

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発表日：2025年10月14日

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

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発表日：2025年10月13日

うつ病モデルマウスで抑うつ状態からの回復に関わる脳内の転写因子を特定脳内転写因子活性プロファイルによって明らかに

うつ病は世界的に深刻な精神疾患であり、その発症メカニズムや治療薬の作用機序には未解明な部分が多く残されています。現在、セロトニン仮説に基づいて開発された抗うつ薬は治療法として効果を挙げていますが、効果の発現に時間がかかることや、薬剤による効果の個人差が大きいことが課題です。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、マウスの脳内の神経細胞が内在に発現する多数の転写因子の活性を測定する独自開発技術「転写因子活性プロファイル法」を確立しています。この技術でうつ病モデルとして知られる慢性社会的敗...

キーワード：プロファイル/DNA結合/ゲノムDNA/塩基配列/個体発生/アミン/モーター/プロファイリング/プロモーター/オミクス/ベクター/病理/モノアミン/神経伝達物質/分子機構/モデルマウス/ウイルスベクター/がん細胞/セロトニン/マウス/遺伝子発現制御/幹細胞/神経細胞/神経分化/転写因子/脳機能/発現制御/薬理学/ウイルス/うつ/うつ病/ゲノム/ストレス/遺伝子/遺伝子発現/神経疾患/精神疾患/抑うつ

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発表日：2025年10月13日

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

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発表日：2025年10月7日

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2日

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9月25日

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21日

肝臓の糖新生が運動能を決める！

‐新たな運動持久力向上法、肥満・サルコペニア対処法へ‐

体の中には、空腹時や運動時にブドウ糖を作り出して低血糖を防ぐ糖新生と呼ばれる仕組みが備わっています。糖新生では、脂肪分解によりできるグリセロールや、筋肉で作られる乳酸などの材料（基質）をもとに、主に肝臓でブドウ糖が産生されます。東北大学大学院医学系研究科糖尿病代謝・内分泌内科学分野および東北大学病院糖尿病代謝・内分泌内科の金子慶三講師、堀内嵩弘特任研究員、片桐秀樹教授らのグループは、運動の強さに応じて、肝臓での糖新生に使われる基質が異なることを明らかにしました。ゆっくり走る軽い運動ではグリセロール、速く走る激しい運動では乳酸を基質とした肝臓の糖新生が活発化することにより、運動が持続...

キーワード：アミド/酸化還元反応/持続可能/還元反応/持続可能な開発/酸化還元/炭水化物/糖新生/筋肉/骨折/要介護/マウス/血液/代謝物/内分泌/加齢/高齢化/高齢者/糖尿病

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発表日：2025年9月17日

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14日

細胞膜の海を探る生きた細胞で「長距離膜粘度」を発見

細胞を囲む細胞膜は海の表面のようにゆらゆらと流れる「流動性」をもっています。この流れやすさは「膜粘度」と呼ばれ、細胞内での物質輸送や細胞機能に深く関わっています。従来は技術的な制約から、モデル細胞膜（細胞膜を模した人工膜）を用いた膜粘度測定にとどまっていました。東北大学、国立遺伝学研究所、北海道大学の共同研究チームは、独自に開発した粘度測定法を用いることで、生きた細胞膜の粘度測定に成功しました。細胞膜に力を加えて細胞全体（マイクロメートルスケール）に流れを起こし、その流れのパターンから膜粘度を測定した結果、生きた細胞膜の粘度はモデル細胞膜と比べて1万倍も高いことを明らかにしました。...

キーワード：生細胞/物質輸送/マイクロ/生物物理学/細胞膜/病理/生物物理/細胞骨格/膜タンパク質/遺伝学/遺伝子/脂質

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発表日：2025年9月14日

神経細胞の膜環境を変化させる新たな仕組みの発見

〜分泌タンパク質リーリンによる神経細胞膜の脂質組成制御〜

名古屋市立大学大学院薬学研究科の服部光治教授、東北大学大学院生命科学研究科の田口友彦教授、慶應義塾大学　薬学部・理化学研究所・横浜市立大学生命医科学研究科の有田誠教授、ストラスブール大学の小林俊秀教授らの研究グループは、神経細胞の膜環境を制御する新しい仕組みを発見しました。本研究成果は国際神経化学会（International Society for Neurochemistry）が発行する雑誌Journal of Neurochemistryに2025年9月3日に公開されました。...

キーワード：構造形成/神経系/リーリン/細胞間情報伝達/細胞膜/中枢神経/中枢神経系/マウス/形態形成/神経細胞/膜タンパク質/海馬/脂質

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発表日：2025年9月10日

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7日

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

100

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3日

101

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

102

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8月30日

103

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

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発表日：2025年8月27日

104

反応性の低い有機分子のシンプルな結合方法の開発

〜スルホキシイミンとカルボン酸の直接アミド化反応〜

アミドは、生体分子や天然有機化合物、医薬品などの構造中に普遍的に存在する極めて重要な化学結合です。そのためアミド結合形成のための新しい方法がこれまで数多く開発されてきました。スルホキシイミンとカルボン酸とのアミド結合形成反応も報告例はありますが、その数は限定的です。この反応で合成できる有機化合物の中には、医薬品候補として期待されている有用な化合物群が知られています。そのため、スルホキシイミンとカルボン酸を用いた直接的なアミド形成反応の優れた新技術の開発が求められています。東北大学大学院生命科学研究科の梅原厚志助教と佐々木誠教授は、反応性の低い窒素求核剤とカルボン酸を簡便に結合させる...

キーワード：アミド/有機分子/カルボン酸/持続可能/持続可能な開発/アミド結合/イミン/生体分子/創薬/創薬化学/天然有機化合物

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発表日：2025年8月26日

105

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

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発表日：2025年8月20日

106

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

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発表日：2025年8月9日

107

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

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発表日：2025年8月9日

108

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

109

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

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発表日：2025年8月7日

110

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

111

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

112

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2日

113

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

114

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7月28日

115

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24日

116

貴金属を用いず水電解の過電圧を低減する技術を開発

─低コストなグリーン水素製造の実現に期待─

二酸化炭素（CO2）の排出を伴わないグリーン水素の製造において水電解の高効率化は喫緊の課題であり、実現のために水電解における電力コストを低減する技術が求められています。電極における反応過電圧は電力コストに直結するため、従来は高効率な貴金属触媒を用いて反応過電圧の低減が試みられてきました。特に酸素発生極における酸素発生反応（Oxygen Evolution Reaction, OER）は過電圧が大きいため、その過電圧低減が特に重要とされています。東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR...

キーワード：再生可能エネルギー/キノン/酸化還元反応/電気分解/材料科学/イリジウム/貴金属/酸素発生反応/金属触媒/電解液/持続可能/還元反応/光照射/持続可能な開発/水素発生/高効率化/酸化還元/時間依存性/水素製造/天然ガス/二酸化炭素/二酸化炭素/レドックス/酸化反応

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発表日：2025年7月22日

117

気孔を閉じさせるK⁺チャネルの調節部位を発見

植物は、気孔の開閉を通じて水分の蒸散を調節し、乾燥や病原菌などの環境ストレスに応答しています。気孔の開閉は、2つの孔辺細胞の膨張と収縮によって生じ、この膨圧変化は細胞内の主要元素であるK+の濃度に依存しています。K+の細胞内外への移動は、細胞膜に存在するK+チャネルによって制御されており、その働きが気孔の開閉に重要な役割を果たしています。東北大学を中心とした国際共同研究チームは、K+チャネルの一種であるGORKの分子構造をクライオ電子顕微鏡（Cryo-EM）（注3...

キーワード：オープンアクセス/円二色性/分子構造/円偏光/持続可能/持続可能な開発/二次構造/カリウム/電子顕微鏡/電子顕微鏡観察/病原菌/環境ストレス/クライオ電子顕微鏡/WT1/細胞膜/心臓/イオンチャネル/生体分子/電気生理学/膜タンパク質/膜電位/立体構造/ストレス/生理学

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発表日：2025年7月17日

118

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16日

119

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

120

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8日

121

レゾナックと東北大、廃棄シリコンとCO₂からSiCパワー半導体材料を作る技術を共同研究

株式会社レゾナック（社長CEO：髙橋秀仁、以下、レゾナック）と国立大学法人東北大学大学院工学研究科（研究科長：伊藤彰則、以下、東北大学）は、シリコンウェハーの製造過程で発生する廃棄物（シリコンスラッジ）と二酸化炭素（CO2）を原料とした炭化ケイ素（SiC）粉末を、パワー半導体に用いるSiC単結晶材料の成長用原料として応用するための基礎検討を2024年より行ってきました。本技術が実用化すれば、SiCパワー半導体は、製品として省エネルギー化に貢献するだけでなく、製造工程においても、CO2排出削減、シリコンスラッジおよびCO2の再資...

キーワード：再資源化/ケイ素/半導体材料/持続可能/省エネ/CO2排出量/持続可能な開発/単結晶/カーボン/SiC/シリコン/ライフサイクル/リサイクル/環境負荷/結晶成長/省エネルギー/二酸化炭素/二酸化炭素/廃棄物/半導体

他の関係分野：環境学工学

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発表日：2025年7月4日

122

加齢による造血幹細胞生着不全の機序を解明骨髄代謝・血流動態の変容が起因

これまでHSC移植時のHSCの生着率は加齢に伴い低下することが知られていましたが、その要因は明らかではありませんでした。東北大学大学院医学系研究科幹細胞医学分野および国立健康危機管理研究機構国立国際医療研究所造血システム研究部の田久保圭誉教授・部長、同部の森川隆之上級研究員ら、神奈川県立産業技術総合研究所の研究グループは、この要因として骨髄の局所血流・代謝に着目し、加齢による血流の減少に加え、血管拡張を担うアセチルコリンや一酸化窒素 (NO) を介するシグナル経路の減弱を認めました。このとき血液と血管壁の間に血流によって生じる力であるずり応力(...

キーワード：危機管理/キャピラリー電気泳動/筋細胞/質量分析/電気泳動/持続可能/持続可能な開発/質量分析計/血流/哺乳動物/平滑筋/加齢変化/幹細胞移植/血管内皮/血管平滑筋/血管平滑筋細胞/治療標的/骨髄/細胞移植/造血幹細胞/アセチルコリン/マウス/幹細胞/血液/血管内皮細胞/代謝物/内皮細胞/白血病/平滑筋細胞/加齢/造血/造血幹細胞移植

他の関係分野：複合領域生物学総合理工工学総合生物農学医歯薬学

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発表日：2025年7月3日

123

もみ殻と鉱山副産物から高耐久性燃料電池触媒を開発

～農業・鉱山副産物の再資源化で持続可能な電池技術へ～

世界で年間約1億トン以上が発生するもみ殻は、分解されにくく用途が限られるため、多くが焼却処分されてきました。一方、銅鉱石である「チャルコパイライト（黄銅鉱：CuFeS2）」の副産物であるパイライトも活用が進んでおらず、環境負荷が問題となっています。東北大学学際科学フロンティア研究所の中安祐太助教と同阿部博弥准教授、同大学院工学研究科のEdwin Nyangau Osebe大学院生と渡邉賢教授らの研究グループは、こうした未利用資源に着目し、秋田大学、北海道大学、物質・材料研究機構などとの共同研究により、もみ殻とパイライトを原料とした燃料電池用触媒の開発に成功しま...

キーワード：再資源化/再生可能エネルギー/ケイ素/非晶質/持続可能/持続可能な開発/アモルファス/電池/燃料電池/シリカ/レアメタル/活性炭/環境負荷/耐久性/導電性/廃棄物/結晶構造/パイライト/寿命

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発表日：2025年7月2日

124

ミクロの藻は細胞中の巨大なアンテナで光エネルギーを集める超高効率光合成の仕組みを解明

光合成生物は、動物が吐き出した二酸化炭素を光エネルギーを使って糖に変換します。光合成生物が効率よく光エネルギーを吸収する仕組みの解明は、地球温暖化の緩和にもつながります。光合成での光エネルギーを集める役割を担っているのはアンテナタンパク質と呼ばれるタンパク質です。光を効率よく吸収するために、多数のアンテナタンパク質が結合して大きな塊となることが知られていましたが、実際の細胞中でどの程度の数のタンパク質が結合しているのかは分かっていませんでした。東北大学大学院理学研究科の柴田穣准教授を中心とした研究グループは、独自に開発した顕微鏡技術により、藻の一種クラ...

キーワード：アンテナ/光エネルギー/地球温暖化/光化学/クロロフィル/光化学系I/光化学系II/光合成/植物生理学/葉緑体/持続可能/持続可能な開発/電子顕微鏡/二酸化炭素/モデル生物/光学顕微鏡/温暖化/クライオ電子顕微鏡/生理学

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発表日：2025年6月18日

125

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14日

126

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10日

127

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10日

128

創薬に有用なリン酸化インドールの画期的合成法

～強力な新規抗がん剤の開発にはずみ～

インドールの合成法の開発は創薬研究にとって重要です。これまで世界中の合成化学者により多様なインドール合成法が開発されてきました。リン酸エステル基を持つインドール類は抗菌活性を示す核酸誘導体など生物活性分子に含まれ、発光材料や、有機反応における触媒としても活用されています。しかし、様々な誘導体の合成に応用可能な汎用性の高い手法は少なく、新たな合成法の開発が求められていました。今回、東北大学大学院薬学研究科の徳山英利教授、坂田樹理助教、菅野雄亮大学院生らの研究グループは、独自のリン酸化インドール類の合成法開発に成功しました。さらに、本反応を利用して、極めて強力な抗腫瘍活性天然...

キーワード：アルキル化/エステル/ヘテロ原子/発光材料/持続可能/ベンゼン/持続可能な開発/生物活性/発酵/リン酸/抗菌活性/構造決定/土壌/放線菌/アミノ酸/インドール/合成化学/創薬/天然有機化合物/誘導体/抗がん剤

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発表日：2025年6月4日

129

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2日

130

母乳のオリゴ糖が子豚の健全な腸内細菌叢の形成に貢献子豚の健全育成に向けた機能性代用乳設計への応用に期待

子豚の腸内細菌叢の形成は、その後の成長や免疫発達、感染抵抗性に深く関与します。東北大学大学院農学研究科の橋本凌河大学院生（研究当時）、西山啓太准教授、北澤春樹教授らは、豚の母乳に豊富に含まれるオリゴ糖（シアリルラクトース）が、健康な子豚で観察される乳酸菌優勢な腸内細菌叢の形成を担う鍵因子であることを見出しました。子豚の腸内細菌叢の継時的な変化を解析すると、哺育期には乳酸菌Ligilactobacillus salivariusが優勢であることが分かりました。L. salivariusは母乳中のシアル酸を代謝し、その過程で作られた酢酸は、病原性大腸...

キーワード：オリゴ糖/持続可能/持続可能な開発/シアル酸/機能性/抵抗性/病原性/大腸/腸内環境/大腸菌/細菌/細菌叢/腸内細菌/腸内細菌叢/母乳

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発表日：2025年6月2日

131

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5月28日

132

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

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発表日：2025年5月26日

133

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

134

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22日

135

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

136

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19日

137

＼「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

138

二酸化炭素から高効率で還元剤のシュウ酸を合成する技術を開発

─ Net-Zero-Emission型製鉄法が実現に期待 ─

環境負荷の観点から、CO2排出量の削減および資源利用が産学問わず求められています。CO2から誘導されるギ酸塩は高温条件で二量化し、植物などにも含まれる有機酸であるシュウ酸となることが知られています。しかし二量化反応の過程で生成したシュウ酸の熱分解を伴うため、効率的な二量化を達成するための反応条件の探索が求められていました。東北大学学際科学フロンティア研究所の田原淳士助教は、九州大学先導物質化学研究所の工藤真二准教授、林潤一郎教授らと共同で、CsOHを添加した際に高収率でシュウ酸が生成することを見出しました。得られたシュウ酸は還元剤として利...

キーワード：資源利用/二量体/アニオン/持続可能/CO2排出量/持続可能な開発/セシウム/環境負荷/酸化物/水素化/添加剤/二酸化炭素/二酸化炭素/熱分解/有機酸/ナトリウム/カチオン/誘導体

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発表日：2025年5月16日

139

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

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発表日：2025年5月14日

140

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：環境学数物系科学工学農学

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発表日：2025年5月9日

141

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：数物系科学工学

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発表日：2025年5月9日

142

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

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発表日：2025年4月23日

143

植物のケイ素利用にかかる制約の解明に迫る葉の脆さがケイ素利用のデメリット？

ガラスの主要成分であるケイ素は、植物の葉を支える細胞壁を構成するための、炭素の安価な代用品として機能すると考えられてきました。しかし、実際にケイ素を根から吸収・利用するのはイネ科の草本をはじめとする一部の種だけであり、多くの種は根でケイ素を排除して体内に取り入れないようにします。したがって、ケイ素の利用にはメリットだけでなくデメリットもあると考えられます。東北大学大学院生命科学研究科の梶野浩史特任研究員は京都大学大学院農学研究科の小野田雄介教授、北島薫教授との共同研究で、落葉広葉樹33種の葉の力学特性と化学特性を比較し、「ケイ素濃度の高い葉は硬いが脆い」という新たな仮説を検証しまし...

キーワード：ケイ素/ひずみ/イネ/セルロース/細胞壁/標準化

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発表日：2025年4月21日

144

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

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発表日：2025年4月15日

145

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

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発表日：2025年4月15日

146

電子機器内の熱流を自在に制御できるメカニズムを発見

-次世代デバイスの性能向上と省エネ化に期待 -

電子機器に組み込まれた半導体デバイスの中で、電子や磁気（スピン）は設計した回路に沿って移動させることができます。しかし発生してしまう熱を思った方向に流して逃がすことは困難です。電子機器の性能を高めるには、半導体デバイスの発熱を適切にコントロールすることが不可欠です。東北大学大学院工学研究科の小野円佳教授ら、北海道大学電子科学研究所、同大大学院工学研究院、高輝度光科学研究センターからなる共同研究チームは、絶縁膜であるアモルファスシリカ（SiO2）薄膜の熱の流れを自在に制御できるメカニズムを...

キーワード：プロファイル/ケイ素/プラズマCVD/半導体デバイス/非晶質/持続可能/省エネ/持続可能な開発/アモルファス/原子配列/CVD/シリカ/シリコン/スピン/振動特性/動特性/半導体/膜構造/結晶構造

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発表日：2025年4月10日

147

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

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発表日：2025年4月10日

148

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

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発表日：2025年4月8日

149

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

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発表日：2025年4月8日

150

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

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発表日：2025年4月7日

151

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

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発表日：2025年4月7日

152

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

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発表日：2025年3月26日

153

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

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発表日：2025年3月25日

154

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

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発表日：2025年3月24日

155

脳内エネルギーのダイナミクスてんかん発作時の代謝分子動態の解析を通して

細胞エネルギー源であるATPは生存に必須であり、その濃度は通常大きく変動しないと考えられてきました。東北大学大学院生命科学研究科の古川孝太大学院生と松井広(こう)教授（大学院医学系研究科兼任）らのグループは、てんかん発作による代謝的負荷をかけた際のマウス神経細胞内ATP、アストロサイト内ピルビン酸、および血流量の変動を解析し、脳内でのエネルギーの流れを決定する要因を探ることに挑戦しました。研究グループは、ATP、ピルビン酸、血流量に対する蛍光センサー（注６）を用いた新規解析法を開発し、マウスの脳内エネルギーのダイナミクスを調べました。その結果、てんかん発作時に神経細胞内...

キーワード：産学連携/蛍光センサー/グルコース/電子伝達/ファイバー/カルボン酸/持続可能/持続可能な開発/センサー/ダイナミクス/光センサー/光ファイバー/シナプス/血流/神経活動/神経情報処理/生体内/機能性/リン酸/クエン酸/突然死/アデノシン/グリア細胞/血管障害/EEG/解糖系/外傷/電気刺激/脳血管障害/ATP/FRET/アストロサイト/グリア/てんかん/プローブ/マウス/ミクログリア/ミトコンドリア/蛍光色素/細胞死/神経回路/神経細胞/電子伝達系/脳機能/海馬/感染症/動物実験/脳腫瘍/脳波

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発表日：2025年3月19日

156

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17日

157

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14日

158

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

159

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4日

160

機能性流体を用いて岩石の多方向にき裂を造成できる新しい岩石破砕法を開発資源開発の効率が劇的に向上

水圧破砕は、坑井（こうせい）を通して高圧の流体を地下に圧入し、岩石を破砕する（割る）技術であり、我が国に多く賦存する地熱エネルギー、シェールガス・オイル等の非在来型資源、地球温暖化対策として有効な二酸化炭素地下貯留等の地下資源開発において、必要不可欠です。き裂（岩の割れ目）を造成することは、地下の流体の流れやすさ（透水性）を向上させるため、効率的な地下開発につながります。しかしながら、通常の水圧破砕では、き裂が造成できる方向は地下の応力状態で決定され、それ以外の方向にき裂を造成し、透水性を向上させることはできませんでし...

キーワード：産学連携/地球温暖化/粘性係数/持続可能/せん断/持続可能な開発/せん断応力/化学工学/機能性流体/資源開発/地球温暖化対策/天然ガス/二酸化炭素/非ニュートン流体/透水性/機能性/温暖化

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発表日：2025年3月4日

161

光を用いたアリルアルコール修飾法の開発に成功

～環境に優しく実用的な合成法～

上野ストーク環化反応はアリルアルコールを効率的に修飾する方法として40年以上前から知られている反応で、通常は二つあるアルケン炭素のうちの一箇所で炭素-炭素結合を形成します。一方、近年では二つあるアルケン炭素のうち二箇所同時に炭素-炭素結合を形成できるタンデム反応が、その効率性から注目を集めています。しかしながら、これまで報告されている手法は有毒な試薬を必要とする点や、反応の実用性が低いなどの課題がありました。東北大学大学院薬学研究科の岩渕好治教授らの研究グループは、青色LEDを使う条件にて、環境調和性、実用性に優れたタンデム型上野ストーク環化反応の開発に成功しました。本手法は幅広い...

キーワード：産学連携/環境調和/分子構造/アリルアルコール/持続可能/持続可能な開発/発光ダイオード（LED）/化学工学/アルケン/アルコール/ラジカル/官能基/環化反応/誘導体

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発表日：2025年3月4日

162

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2月27日

163

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21日

164

3Dプリンティングで炭素繊維強化プラスチックとチタン合金の接着剤不要な直接接合に成功

─軽量化を進める航空機や自動車材料などへの適用拡大に期待─

航空宇宙産業や自動車産業を中心に、環境負荷の低減や生産効率の向上を目的としてアディティブマニュファクチャリング（AM）の活用が進んでいます。特に、構造部材の軽量化を実現しAMの付加価値を高めるには、3D積層造形技術を利用した炭素繊維強化プラスチック（CFRP）と金属とのマルチマテリアル化が重要な課題となります。東北大学大学院工学研究科の白須圭一准教授らの研究グループは、従来必要とされていた接着層を要さず、3Dプリンタの印刷ベッドに搭載したホットプレートを活用することで、熱融着による金属基板とCFRPの強固な直...

キーワード：産学連携/耐熱性/樹脂/切削/ボトムアップ/持続可能/炭素繊維/3Dプリンティング/持続可能な開発/チタン/CFRP/チタン合金/はく離/プラスチック/リサイクル/化学工学/環境負荷/軽量化/航空機/自動車/新エネルギー/積層造形/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/可塑性

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