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研究分野：総合理工 に関係する研究一覧：31件
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発表日：2026年4月28日
1
冷たく暗い琵琶湖の深層に、有機分子と微生物の緊密なネットワークを発見
時系列観測により生態系機能の基盤となる関係を解明
本研究では、琵琶湖の表層（水深5m付近）と深層（水深60–85m）を対象に、約9か月にわたり毎月観測を実施しました。フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析計※2という超高分解能の質量分析計を用いることで、溶存有機物を数千種類の分子式として網羅的に捉える「環境メタボローム解析」を実施しました。これにより、有機物の複雑な構成を分子式レベルで可視化し、その変化を詳細に追跡することが可能となりました。さらに、細菌類については16S rRNA遺伝子解析※3により群集構造を明らかにし、これらのデータを統合的に解析しました。この際、これらのデータは割合（相対...
キーワード：海洋/環境変動/湖沼/炭素循環/微生物群集/溶存有機物/サイクロトロン共鳴/気候変動/データ解析/生物群集/光環境/質量分析/有機分子/持続可能/持続可能な開発/水環境/フーリエ変換/マイクロ/栄養塩/質量分析計/二酸化炭素/分解能/有機物/相関解析/rRNA/16S rRNA/生態系/群集構造/生態系機能/プランクトン/温暖化/植物プランクトン/微生物/物質循環/高分解能/遺伝子解析/メタボローム/メタボローム解析/遺伝子/細菌
他の関係分野：環境学数物系科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23日
2
最長3.5ナノメートルの長距離分子ワイヤを介した一重項分裂の観測に成功
次世代太陽光発電や量子情報デバイスの革新に繋がるマルチエキシトン制御の新指針
慶應義塾大学理工学部の羽曾部卓教授、酒井隼人専任講師、同大学大学院理工学研究科修士課程（研究当時）の鈴木悠大君、神戸大学ライフ光学イノベーション研究センターの小堀康博教授、婦木正明特命助教、およびタンペレ大学のNikolai V. Tkachenko教授らの国際共同研究グループは、ペンタセンをポリイン（炭素の単結合と三重結合が交互に並んだ分子鎖）で連結した一連の二量体を合成し、最長3.5ナノメートルという極めて長い距離間での「一重項分裂（Singlet Fission: SF）」を観測することに成功しました。これは、これまで報告された一重項分裂の中で最長のスピン伝搬距離に相当します。さ...
キーワード：光エネルギー/量子情報/太陽/二量体/光エネルギー変換/太陽光/分子ワイヤ/エキシトン/ペンタセン/持続可能/持続可能な開発/太陽光発電/太陽電池/電池/スピン/ダイナミクス/ナノメートル/励起子/エネルギー変換/構造変化
他の関係分野：環境学数物系科学化学工学農学医歯薬学
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発表日：2026年4月1日
3
短いペプチドの“鏡像分子認識”を解明
短いペプチドの鏡像相互作用を体系的に解析研究グループは、フェニルアラニン（F）とリシン（K）からなる三つのトリペプチド配列を設計し、L体とD体を混合したときの相互作用を調べました。その結果、FFK （L体）とffk （D体）の組み合わせが強い会合体を形成することを明らかにしました。さらに、単結晶X線構造解析により、L体とD体のペプチドが交互に並んだラセミ結晶構造を形成することが確認されました（図１）。この結合は主に次の2種類の相互作用（フェニルアラニン間の疎水性・π–π相互作用、リシンとC末端カルボキシル基の静電相互作用）によって駆動されていました。これに...
キーワード：キラル/天然変性タンパク質/結晶解析/静電相互作用/単結晶/単結晶X線構造解析/電子顕微鏡/X線構造解析/機能制御/生体内/アミロイドβ/細胞モデル/結晶構造/細胞毒性/in vitro/アミノ酸/アミロイド/アルツハイマー病/パーキンソン病/マウス/凝集体/神経細胞/創薬/分子設計/分子認識/立体構造
他の関係分野：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3月26日
4
シリコンナノ球で実現するバレーフォトニクスの新戦略
原子1層の半導体から生じる光信号を偏光情報を保ったまま大幅に増強
自然科学研究機構 分子科学研究所の篠北啓介准教授（兼総合研究大学院大学准教授）、呉柊斗 大学院生（総合研究大学院大学）、京都大学エネルギー理工学研究所の松田一成 教授、神戸大学大学院工学研究科の藤井稔 教授、杉本泰 准教授、モジタバ・カリミハビル研究員らの研究グループは、原子1層の半導体である単層WS2にシリコンナノ球を組み合わせることで、第二高調波発生（SHG）の信号を大幅に増強しながら、バレー偏光に由来する円偏光の情報を高い忠実度で保持することに成功しました。光の周波数を2倍にするSHGは、光通信や量子情報処理...
キーワード：非線形/量子情報/量子情報処理/数値シミュレーション/カルコゲナイド/円偏光/遷移金属/SHG/フォトニクス/光通信/高調波/遷移金属ダイカルコゲナイド/第二高調波発生/非線形光学/持続可能/持続可能な開発/電子状態/シミュレーション/シリコン/周波数/半導体
他の関係分野：数物系科学工学
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発表日：2026年3月19日
5
腸内細菌代謝物をハイスループットに連続定量するLC–MS/MS分析法を開発
カラム切替により条件変更不要、腸内細菌研究を加速
神戸大学先端バイオ工学研究センターの吉田崇伸特命助手、蓮沼誠久教授らの研究グループは、腸内細菌叢（腸内細菌）※1がつくる代謝物※2を1つの移動相条件のまま自動カラム切替で連続定量できる新しいLC–MS/MS※3分析法「KUSLAMS (Kobe University Serial LC–MS/MS Analysis using Multiple columns with a Single mobile phase)」を開発しました。腸内細菌叢は、ヒトの健康維持や多様な疾患との関連も報告されています。しかし、腸内細菌叢の働きを評価...
キーワード：スループット/芳香族/質量分析/定量評価/持続可能/ボトルネック/持続可能な開発/フッ素/マイクロ/ハイスループット/機能性/食品機能/食品成分/発酵/難培養/プロバイオティクス/バルブ/有機酸/微生物/短鎖脂肪酸/腸内環境/アミノ酸/クロマトグラフィー/スクリーニング/脂肪酸/創薬/代謝物/誘導体/アウトカム/バイオマーカー/ヘルスケア/マイクロバイオーム/メタボローム/メタボローム解析/栄養指導/細菌/細菌叢/腸内細菌/腸内細菌叢/糖代謝/臨床研究
他の関係分野：情報学化学工学総合生物農学医歯薬学
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発表日：2026年3月17日
6
酸素存在下でも生育する光合成細菌の高効率エネルギー変換機構を解明
光合成細菌は光合成の際に酸素を発生しませんが、太陽光エネルギーを高効率で化学エネルギーへ変換する能力を持ちます。また、植物が利用しない近赤外光を利用でき、淡水や海水、温泉など多様な環境に適応しています。中でも海洋性紅色非硫黄細菌 Rhodovulum sulfidophilum は、酸素存在下でも高い環境耐性を持つモデル生物です。しかし、その光捕集・エネルギー変換を担うタンパク質LH1–RC複合体が高効率な光合成を実現する仕組みは未解明でした。本研究では、クライオ電子顕微鏡を用い、1.8 Åという極めて高い分解能でLH1–RC複合体を解析し、未知の膜タンパク質protein-3hを同定...
キーワード：光エネルギー/海洋/近赤外/太陽/タンパク質複合体/光合成/光合成細菌/電子伝達/太陽光/赤外光/水処理/電子顕微鏡/排水処理/分解能/モデル生物/遺伝子改変/エネルギー変換/クライオ電子顕微鏡/バイオテクノロジー/近赤外光/膜タンパク質/硫化水素/遺伝子/細菌
他の関係分野：環境学数物系科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2月24日
7
ナノアンテナによる円偏光制御と計測手法の開発
シリコンナノ粒子近傍の円偏光特性を解明
本研究では、まず、ナノアンテナとして光学損失が小さく、強い近接場を形成できる球状の誘電体ナノ粒子に着目しました。誘電体ナノ粒子に光を照射すると、Mie共鳴※2と呼ばれる共鳴現象が生じます。Mie共鳴には、電気的共鳴と磁気的共鳴の2種類があり、これらにより粒子周囲に近接場が形成されます。本研究では、Mie共鳴を示す誘電体ナノ粒子として、独自に開発した球形で結晶性の高いシリコンナノ粒子（図1）を用いました。詳細な電磁場シミュレーションにより、球形のシリコンナノ粒子が、特定の条件において、光強度を増強しつつ、円偏光のヘリシティを保存あるいは反転させるという特異な光制御性を有する...
キーワード：アンテナ/空間分布/ラマン散乱/厳密解/磁場/数値計算/エナンチオマー/キラル/モリブデン/局在表面プラズモン共鳴/光反応/反応場/不斉合成/二次元材料/ラマン/円偏光/表面プラズモン共鳴/ナノ構造体/プラズモン/金属ナノ構造/光励起/二硫化モリブデン/表面プラズモン/誘電体/持続可能/持続可能な開発/金属ナノ粒子/シミュレーション/シリコン/センシング/ナノサイズ/ナノスケール/ナノメートル/ナノ構造/ナノ粒子/ハイブリッド構造/マイクロ/機能性材料/近接場光/屈折率/電子顕微鏡/分解能/光分解/近接場/機能性/結晶性/高分解能/ラマン分光/光制御/創薬
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発表日：2026年1月23日
8
水溶液プロセスだけで“可視光応答”を有する光エネルギー変換電極を簡便に作製
神戸大学大学院工学研究科の南本大穂講師、水畑 穣教授、田尻悠人氏（研究当時：博士課程前期課程）、工学部の岡本千馬氏の研究グループは、水溶液中で進行する「液相析出法（LPD法）※1」を用いて、金ナノ粒子（AuNP）を内包する酸化チタン（TiO2）薄膜光電極の開発に成功しました。酸化チタンに代表される半導体電極は、太陽電池といった次世代の光エネルギー変換材料として期待されています。太陽光を有効にエネルギーとして利用するためには、使用する材料には太陽光の大部分を占める可視光に対する応答能が求められます。本研究では、酸化チタン成長過程に金イオンを導入することで、酸化チタ...
キーワード：プロファイル/光エネルギー/光電子分光/水溶液/表面状態/スペクトル/太陽/アニール/吸収スペクトル/局在表面プラズモン共鳴/金ナノ粒子/光エネルギー変換/光応答性/電子移動/ホウ酸/光応答/太陽光/光電気化学/表面プラズモン共鳴/電子分光/貴金属/電気化学反応/溶液プロセス/キャリア/バンドギャップ/プラズモン/可視光/自己形成/水分解/表面プラズモン/持続可能/分光測定/光照射/持続可能な開発/チタン/金属ナノ粒子/光電変換/酸化チタン/太陽電池/電池/ナノメートル/ナノ粒子/環境負荷/電荷移動/電気化学/電子顕微鏡/半導体/微細加工/近接場/エネルギー変換/ラット/酸化反応/電気化学測定
他の関係分野：情報学環境学数物系科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23日
9
暑さでも空腹でも、サンゴは白化する
水槽で見えた白化の二面性：暑さで壊れる光合成、空腹で働く生存戦略
東京大学大気海洋研究所の髙木俊幸助教、青山華子大学院生（大学院新領域創成科学研究科）、神戸大学大学院農学研究科の嶋川銀河助教（兼 大阪大学太陽エネルギー化学研究センター招聘研究員）らの研究グループは、造礁サンゴであるウスエダミドリイシ（Acropora tenuis）を実験室で長期飼育し、2種類の白化（「高温による白化」と「栄養不足による白化」）と共生藻の光合成の関係を詳細に調べました。 サンゴは共生藻の光合成産物に加え、餌を食べて栄養を得ているため、給餌を止めると栄養不足になります。本研究では、沖縄で採集したサンゴを長期間馴致した後、給餌を停止し、常温（26℃）と高温（31...
キーワード：海洋/造礁サンゴ/銀河/太陽/光合成/生存戦略/太陽エネルギー/ACT/持続可能/持続可能な開発/有機物/生態系/高温ストレス/サンゴ礁/褐虫藻/ストレス/細菌/酸化ストレス
他の関係分野：環境学数物系科学生物学工学農学医歯薬学
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発表日：2025年12月17日
10
光合成も性も手放したキノコそっくり植物の極限進化に迫る！
極小葉緑体ゲノムとメスだけで増える花の起源を解明
そこで研究グループは、ツチトリモチ属の系統関係、葉緑体の進化、そして特殊な繁殖様式の三つを統合的に調べることで、「光合成も性も手放した植物」がどのような過程を経て進化してきたのかを明らかにすることを目指しました。具体的には、日本本土、屋久島、沖縄諸島、台湾でツチトリモチ属7種を12か所から採集し、各個体について葉緑体ゲノム（葉緑体の設計図）と、どの遺伝子が実際に働いているのかを示すトランスクリプトーム（発現遺伝子の集合）の両方を詳しく解析しました。さらに、葉緑体と核の遺伝子マーカーを組み合わせ、多数の遺伝子情報をもとに系統樹を推定することで、ツチトリモチ属の「親戚関係」を解明しました。...
キーワード：環境変化/脆弱性/太陽/タンパク質合成/遺伝情報/系統樹/個体群/光合成/進化生物学/生殖/生存戦略/無性生殖/葉緑体/核ゲノム/太陽光/持続可能/遺伝子マーカー/持続可能な開発/花粉/菌根菌/遺伝的多様性/ビタミン/ゲノム情報/機能解析/受精/アミノ酸/トランスクリプトーム/トリプトファン/脂肪酸/ゲノム/遺伝子
他の関係分野：複合領域環境学数物系科学生物学工学農学医歯薬学
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発表日：2025年12月6日
11
フラーレン誘導体が光誘起超核偏極に有用であることを発見
高感度化MRIへの応用に必要な実用化レベルの高偏極率を達成
東京大学大学院理学系研究科の坂本啓太大学院生、濱地智之大学院生（現 九州大学先導物質化学研究所 助教）、楊井伸浩教授らの研究グループは、京都大学大学院理学研究科の御代川克輝大学院生、倉重佑輝准教授、京都大学大学院工学研究科の今堀博教授、理化学研究所開拓研究所および仁科加速器科学研究センターの立石健一郎研究員、上坂友洋主任研究員・兼部長、神戸大学分子フォトサイエンス研究センターの小堀康博教授らと共同で、トリプレットDNPの新規偏極源分子としてフラーレン誘導体の開発を行うことで、高効率なトリプレットDNPを実現しました。光励起三重項電子の高いスピン偏極率を利用したト...
キーワード：ESR/スピン偏極/磁気共鳴/対称性/加速器/電子スピン共鳴/スペクトル/磁場/太陽/芳香族/励起状態/配向制御/芳香族化合物/有機エレクトロニクス/有機太陽電池/核スピン/電子輸送/ペンタセン/光励起/生体適合性/双極子/非晶質/アモルファス/太陽電池/単結晶/電子構造/電池/スピン/マイクロ/マイクロ波/極低温/高効率化/長寿命化/生体内/サッカー/寿命/MRI/スクリーニング/フラーレン/プローブ/核磁気共鳴/構造変化/誘導体/抗がん剤/脂質/非侵襲
他の関係分野：数物系科学化学工学総合生物医歯薬学
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発表日：2025年11月4日
12
電場と温度勾配が駆動する新しいホール効果の発見
キラル物質における特異な非線形熱電効果を実証
理化学研究所（理研）創発物性科学研究センター動的創発物性研究チームの野本哲也特別研究員、賀川史敬チームディレクター、強相関物質研究グループの吉川明子上級技師、量子コンピュータ研究センター半導体量子情報デバイス理論研究チームの仲澤一輝研究員、神戸大学大学院理学研究科物理学専攻の山口皓史特命助教（理研創発物性科学研究センタースピン物性理論研究チーム客員研究員）の共同研究グループは、キラル物質[1]において電場と温度勾配の共存によって生じる新しいホール効果（電流の向きが曲がる現象）を発見しました。本研究成果は、熱の流れの制御や廃熱を使った発電などに役立つ新たな熱電効果の...
キーワード：位相幾何学/トポロジー/トポロジカル絶縁体/バンド構造/温度勾配/幾何学/磁気構造/多極子/対称性/熱電効果/非線形/非線形応答/物性理論/輸送現象/量子コンピュータ/量子情報/量子輸送/量子輸送現象/ホール効果/輸送特性/磁場/波動関数/キラル/トポロジカル/強相関/エネルギー利用/スピン流/温度センサー/絶縁体/電子デバイス/単結晶/電子状態/スピン/センサー/ダイナミクス/マイクロ/第一原理/第一原理計算/半導体/量子力学/エネルギー変換/結晶構造/スマートフォン
他の関係分野：数物系科学化学工学農学医歯薬学
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発表日：2025年10月30日
13
量子ゲーム理論を応用した音楽意思決定システムを開発
音を通じて量子的な相互干渉確率構造を体験可能に
本研究では、量子ゲーム理論を応用し、音楽演奏を通じて量子的な意思決定を体験できる世界初のブラウザベースシステムを開発しました。プレイヤーはインターネットを介して二人一組で参加し、それぞれブラウザ上のピアノ鍵盤から自由に演奏、すなわち遠隔的セッションを行います。その際、打鍵した音（ピッチ）がそのまま発音されるとは限らず、両者の戦略を元に相互干渉的な確率構造（これが量子ゲーム理論で記述される）によりピッチシフトされた音が発音されます。各プレイヤーA、Bのピッチシフトに関わる情報は、リモートサーバ上で量子コンピューティングにおける情報の最小単位である量子ビット※7によって表現さ...
キーワード：ハードウェア/科学技術計算/インターフェース/コンピューティング/インターネット/インタラクション/クラウド/ゲーム/最適化/人工知能（AI）/認知科学/量子計算/ロジスティクス/社会システム/囚人のジレンマ/創造性/ゲーム理論/エンタングルメント/確率論/揺らぎ/量子コンピュータ/量子もつれ/量子干渉/量子鍵配送/量子情報/量子測定/量子通信/量子論/量子ビット/量子コンピューティング/材料設計/シミュレータ/モデリング/モデル化/量子力学/干渉効果/聴覚/ゆらぎ
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学工学農学医歯薬学
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発表日：2025年10月14日
14
イオンゲルとグラフェンで、機械学習の計算を劇的に省力化できるAIデバイスを実現
エッジAI向け省エネ技術として期待
従来の課題近年、深層学習や生成AIに代表される機械学習の消費電力が指数関数的に増大しており、深刻な社会問題となっています。この解決に向けて低消費電力かつ高い計算性能を備えた人工知能（AI）デバイスの需要が高まっています。高効率な脳型情報処理であるリザバーコンピューティング(1)を行うAIデバイス「物理リザバー」(2)は、計算負荷（必要な積和演算の数）が小さく省電力であるため注目されていますが、ソフトウェア処理に比べて低い計算性能が課題でした。成果のポイント今回、NIMS、東京理科大学、神戸大学からなる研究チームは、...
キーワード：コンピューティング/ベンチマーク/AI/アルゴリズム/クラウド/タスク/ディープラーニング/ニューラルネットワーク/プライバシー/機械学習/深層学習/人工知能（AI）/生体信号/微分方程式/パルス/結び目/非線形/非線形応答/カオス/テクトニクス/イオン液体/ナノマテリアル/高分子/酸化還元反応/電子移動/電気二重層トランジスタ/ソフトマテリアル/分子吸着/2次元材料/キャリア/トランジスタ/ニューロモルフィック/メモリ/絶縁体/電界効果トランジスタ/電気二重層/電子デバイス/誘電体/過渡応答/省エネ/還元反応/イオン伝導/ナノワイヤ/電界効果/グラフェン/データ処理/トラップ/ナノスケール/ナノ構造/ニューラルネット/ネットワーク構造/フィードバック/モデル化/異常検知/移動度/光学素子/酸化還元/周波数/低消費電力/電解質/熱伝導/半導体/非線形性/脳型情報処理/神経回路網/極性輸送/リザバーコンピューティング/ニューロン/短期記憶/血液/神経回路/スマートフォン
他の関係分野：情報学数物系科学化学工学総合生物医歯薬学
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発表日：2025年10月7日
15
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
水の電気分解において、電極触媒表面でどのようなプロセスで化学反応が進行するかを知るために必要な表面の原子配置を、放射光を利用して観察しました。今回研究したコバルト酸化物では、高機能触媒と類似の構造が電気化学環境下で自発的に形成され、それに伴い触媒活性も変化することを発見しました。再生可能エネルギーの貯蔵を無駄なく行うために必要な触媒の開発に、原子スケールの構造情報が利用できるようになります。研究の背景水の電気分解は環境負荷のないエネルギー貯蔵の重要なステップであり、その反応を効率化するために多くの研究が行われています。白金...
キーワード：オープンアクセス/ベイズ推定/再生可能エネルギー/コバルト酸化物/高エネルギー/水溶液/X線回折/ストロンチウム/加速器/放射光/放射光X線/データ解析/太陽/太陽光/電気分解/電極触媒/チタン酸ストロンチウム/貴金属/エネルギー貯蔵/ペロブスカイト/電解液/持続可能/還元反応/持続可能な開発/太陽光発電/チタン/界面構造/カリウム/コバルト/環境負荷/金属酸化物/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/APC/水素ガス/パラジウム/構造変化
他の関係分野：情報学環境学数物系科学工学農学医歯薬学
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発表日：2025年9月25日
16
世界初、カンキツ害虫の共生細菌から「謎の管状構造」を発見
害虫防除や生命進化研究に新たな突破口
豊橋技術科学大学の中鉢淳 准教授、韓国・釜山大学の宋致宖 助教授、生理学研究所の村田和義 特任教授、神戸大学の洲﨑敏伸 学術研究員らによる国際研究チームは、世界的なカンキツ害虫であるミカンキジラミに共生する細菌「プロフテラ」から、生物界に前例のない新たな管状構造を発見しました。この成果は、チームが多様な顕微鏡技術を駆使して明らかにしたもので、害虫防除の新たな戦略に加え、生命進化の研究にも大きな展開をもたらす可能性があります。本研究成果は、2025年9月18日付で科学雑誌「Npj Imaging」にオンライン掲載されました。詳細ミ...
キーワード：南西諸島/トモグラフィー/超高圧/内部構造/ゲノムDNA/タンパク質合成/オルガネラ/リボソームRNA/遺伝情報/電子線/切削/走査型電子顕微鏡/物質輸送/電子顕微鏡/電子顕微鏡観察/微細構造/分解能/リボソーム/一細胞/SEM/共生細菌/SPECT/ゲノム情報/FISH/in situハイブリダイゼーション/RNA/アミノ酸/ハイブリダイゼーション/プローブ/ミトコンドリア/小胞体/ウイルス/ゲノム/遺伝子/細菌/生理学
他の関係分野：環境学数物系科学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9月18日
17
デバイス界面の作り方で磁気特性が変わることを予測
次世代スピントロニクスデバイスの性能向上に期待
本研究では、量子力学に基づく理論計算とスパコンを活用して、NiFe強磁性合金とグラフェン界面の吸着エネルギーと磁気特性について、図1(左)のようにNiFe強磁性合金とグラフェンが吸着したモデルを用いて、グラフェンの吸着位置のみならずNiFe強磁性合金基板および表面の組成比を変化させながら調べました。2次元層状物質は、ファンデルワールス力という非常に弱い相互作用で積層することが知られています。このため、金属表面と2次元層状物質の吸着力も一般的に弱く、主にファンデルワールス相互作用に起因します。図1右のようにNiFe強磁性合金上におけるグラフェンの吸着位置を調べたところ、グラフェンは表面金...
キーワード：計算モデル/磁気抵抗/弱い相互作用/物質科学/強磁性金属/磁気モーメント/情報機器/接合界面/ファンデルワールス力/強磁性/層状物質/持続可能/持続可能な開発/原子構造/酸化物薄膜/磁気特性/グラフェン/スピン/スピントロニクス/トンネル/酸化物/第一原理/第一原理計算/半導体/量子力学
他の関係分野：情報学数物系科学工学
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発表日：2025年9月11日
18
高効率アルカリ水電解を実現する酸素発生触媒の“反応場”をオペランド観測で解明
フッ素をドープしたニッケル化合物触媒をマイルドに調製して実現
図1：LPD 成膜の概念図と合成した材料像 （1）合成と材料設計本研究では、金属－フッ化物の配位平衡を利用する液相析出（LPD）法※4で、ニッケルフォームなどの多孔質基板上にフッ素を取り込んだ α-N...
キーワード：再生可能エネルギー/X線吸収分光/高エネルギー/水溶液/表面状態/XAFS/軟X線/反応場/電気分解/エネルギー利用/高原子価/貴金属/酸素発生反応/前駆体/金属触媒/持続可能/持続可能な開発/局所構造/材料設計/電子状態/カリウム/フッ素/環境負荷/水素製造/性能評価/多孔質/耐久性/電解質/電気化学/導電性/熱処理/結晶性/SPECT
他の関係分野：環境学数物系科学化学工学農学医歯薬学
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発表日：2025年8月5日
19
植物幹細胞が“覚醒”するスイッチを発見
植物が肥大成長を始める仕組みの解明
研究グループは、まずVISUALに1細胞遺伝子発現解析※6という手法を適用した先行研究のデータセットを再解析することで、形成層幹細胞が活動を開始するまでの過程を細胞レベルで高精度に調べました。その結果、VISUALで形成層幹細胞が作り出される直前の段階において、植物ホルモンであるサイトカイニンへの応答が一時的に強くなることを見いだしました（図2）。このサイトカイニンへの応答を抑制したところ、形成層幹細胞が作られなくなりました。...
キーワード：時間分解/維管束/光合成/環境適応/時間分解能/持続可能/持続可能な開発/ダイナミクス/二酸化炭素/分解能/一細胞/生体内/分裂組織/植物ホルモン/シロイヌナズナ/細胞運命/遺伝子発現解析/光イメージング/発現解析/ホルモン/サイトカイニン/幹細胞/蛍光イメージング/細胞分裂/多能性幹細胞/遺伝子/遺伝子発現/老化
他の関係分野：数物系科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7月9日
20
少数データから光触媒性能を予測可能な機械学習モデルを開発
太陽光水素製造技術の実現に向けた材料開発を加速
本研究では、39種類の元素の中から複数種を選んでドープしたヘマタイト光触媒を、ソルボサーマル法注6）によって合成し、導電性ガラス基板上に集積・焼成することで、計97種類の光触媒電極を作製しました。1.6Ｖの電圧印加時の光電流密度を目的変数注7）、サンプルの組成情報から作成した元素特徴量や各種分析データを説明変数注8）として、二段階のLASSO回帰による光電流密度の予測を行いました（図1）。LASSO回帰を二段階にすることで、モデルの予測精度が最大化する説明変数を選択でき、過学習注9）や学習不足による予測精度...
キーワード：変数選択/回帰分析/性能予測/機械学習/人工知能（AI）/金属元素/光エネルギー/水素生成/正則化/太陽/光エネルギー変換/反応場/太陽光/光電流/マテリアルズ・インフォマティクス/触媒作用/可視光/持続可能/酸化鉄/持続可能な開発/ドーピング/光触媒/環境負荷/水素製造/導電性/二酸化炭素/インフォマティクス/エネルギー変換
他の関係分野：情報学環境学数物系科学化学工学総合生物農学
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発表日：2025年6月12日
21
分子内のすばやい動きで高いエネルギー光へ変換
量子センシングの医療応用にも期待
本研究では、アントラセンとよばれる発色団を橋渡しする中心原子としてホウ素を用いた三量体分子を用い、励起子の分子運動を活性化させる戦略を考えました。ホウ素原子で連結された嵩高い三量体発色団分子において、ホウ素に繋いだ三つの単結合（図1a）は、炭素原子による四本の単結合とは異なり、安定なオクテット則を満たしません。この中心原子からの低い結合次数による不安定性が、三量体内での三重項励起子(図1b)の分子活性化運動につながると予想しました。そこで分子内で三重項励起子ホッピングを示すことが期待されるトリ（9-アントリル）ボラン（TAB）をTTA-UC材料の発光体とし、光増感剤である白金2,3,7,8,1...
キーワード：情報学/シナジー/光エネルギー/持続可能社会/パルス/原子核/高エネルギー/時間分解/電子スピン共鳴/スペクトル/近赤外/磁場/赤外線/太陽/分子活性化/アントラセン/分子運動/光エネルギー変換/物理化学/分子配向/太陽光/磁気モーメント/有機分子/量子センシング/パルスレーザー/可視光/赤外光/双極子/波長変換/発光素子/分子振動/トルエン/持続可能/ボトルネック/紫外線/持続可能な開発/太陽光発電/反応速度/材料設計/太陽電池/電池/スピン/センシング/ピコ秒/マイクロ/マイクロ波/レーザー/拡散係数/量子力学/励起子/エネルギー変換/ホウ素/アップコンバージョン/がん治療/ポルフィリン/近赤外光/光増感剤/増感剤/立体構造
他の関係分野：情報学複合領域環境学数物系科学化学工学農学医歯薬学
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発表日：2025年6月9日
22
土壌菌により活性化されるとジャガイモの寄生虫を孵化させる鍵物質を発見
植物・微生物・寄生虫の三者間の相互作用を明らかに
これまでの研究により、ソラノエクレピンB（SEB）は土壌中の微生物によってソラノエクレピンA（SEA）へと変換されることが明らかとなっていました。本研究では、エクレピン類が土壌微生物により変換される過程を理解する手がかりを得るために、このエクレピン類の土壌中における変換をより詳細に解析することからスタートしました。材料には、無菌的に培養したトマト毛状根※3の培養液を用いました。この培養液には、毛状根から分泌されたSEBが含まれていますが、SEAは含まれていません。このトマト毛状根培養液を土壌と混合し、時間経過に伴うSEBおよびSEAの量の変化を測定したところ（図1左）、予...
キーワード：原子核/磁気共鳴/γ線/分子構造/生存戦略/質量分析/ACT/樹脂/前駆体/持続可能/持続可能な開発/スピン/植物組織培養/不定根/構造決定/植物ホルモン/ダイズ/トマト/土壌/土壌微生物/寄生虫/生合成/生合成遺伝子/微生物/組織培養/ホルモン/代謝産物/ゲノム編集/アセチル化/シグナル分子/ストレス応答/核磁気共鳴/ゲノム/コミュニケーション/ストレス/遺伝子
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発表日：2025年5月16日
23
「量子の仮面」が物質の素顔を覆い隠す
表面の微小変化が生む“量子錯覚”のメカニズムを解明
今回、神戸大学と電気通信大学の研究チームは、量子力学に基づく理論計算（第一原理計算と原子軌道線形結合法）を用いて、ビスマスの結晶構造と電子のふるまいを詳細に調べました。その結果、ビスマスの表面近くでは、原子の並ぶ間隔がごくわずかに拡がっている（=表面緩和）ことが分かりました。さらに、このわずかな変化が局所的にトポロジーの性質を反転させてしまうことを明らかにしました。つまり、物質の中身のトポロジーとは異なる性質を持つ“表面の層”が自然に形成され、本来表面に現れるはずの中身の性質が隠されてしまうという現象が起こっていたのです。これまでトポロジカル物質を見分けるためには、「バルク・エ...
キーワード：電気通信/先端技術/位相幾何学/トポロジー/ビスマス/幾何学/物質科学/量子コンピュータ/ブロッキング/アンチモン/スピン軌道結合/トポロジカル/トポロジカル物質/絶縁体/半金属/スピン/スピントロニクス/第一原理/第一原理計算/半導体/量子力学/結晶構造/表面構造/構造変化
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発表日：2025年5月7日
24
糖尿病による心臓病の発症原因を解明
アミノ酸の代謝異常が心肥大を引き起こす
本研究では、インスリンの働きを伝えるタンパク質PDK1を脂肪細胞で欠失させることにより脂肪組織でインスリンが作用しないマウスを用いて解析を行いました。このマウスでは、高血糖に加えて、特別な食餌や外的心臓負荷を与えなくても自然に心肥大が発症し、心臓におけるインスリン抵抗性(注２)と分岐鎖アミノ酸代謝の障害が確認されました。特に、分岐鎖アミノ酸の一種であるロイシンが心筋内に蓄積し、細胞成長を制御するmTORC1シグナル経路を異常に活性化させることで、心肥大を引き起こすことが明らかになりました。さらに、分岐鎖アミノ酸の代謝を促進する薬剤を投与したところ、心臓組織のロイシン濃度が低下し、mTORC1活...
キーワード：タンパク質合成/ロイシン/タンパク質複合体/質量分析/持続可能/持続可能な開発/抵抗性/アミノ酸代謝/インスリンシグナル/心肥大/マウスモデル/冠動脈/脂肪組織/治療標的/心筋/心筋症/ホルモン/冠動脈疾患/筋肉/脂肪細胞/心機能/心臓/分子疫学/アミノ酸/インスリン/マウス/創薬/内分泌/インスリン抵抗性/疫学/看護/看護学/血圧/高血圧/高齢化/生活の質/生理学/糖尿病
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発表日：2025年5月1日
25
細胞が動く“仕組み”を可視化 がん転移や免疫の理解に前進
光遺伝学とクライオ電⼦線トモグラフィーの融合によるナノスケール構造動態解析技術を確⽴
光遺伝学とクライオ電子線トモグラフィー（cryo-ET）を融合させることで、細胞内の動的な構造変化を分子レベルで可視化する革新的な技術基盤を確立しました。本技術により、細胞の突起「葉状仮足」が形成される過程において、アクチン細胞骨格と細胞膜がどのように再構築されるかをナノスケールで明らかにしました。時間軸を導入した電子顕微鏡観察により、細胞内構造のダイナミックな変化を詳細に解析できるようになり、神経誘導やがん転移などの理解、さらには創薬研究への応用が期待されます。研究の背景クライオ電子線トモグラフィー（cryo-ET）は、染色や化学固定を行うことなく、...
キーワード：先端技術/超微細構造/トモグラフィー/分子構造/高分子/神経誘導/青色光/電子線/持続可能/持続可能な開発/ナノスケール/ナノメートル/モデル化/極低温/結晶化/電子顕微鏡/電子顕微鏡観察/電子顕微鏡法/微細構造/分解能/アクチン繊維/オプトジェネティクス/光学顕微鏡/光刺激/プラスミド/技術革新/アクチンフィラメント/形態変化/クライオ電子顕微鏡/高分解能/細胞膜/computed tomography/細胞運動/浸潤/浸潤・転移/低分子量Gタンパク質/動態解析/微小管/光遺伝学/歯学/Gタンパク質/Rac/アクチン/イミン/がん細胞/がん転移/ラット/蛍光顕微鏡/構造変化/細胞移動/細胞骨格/細胞生物学/小胞体/神経科学/生体高分子/生体分子/創薬/免疫応答/免疫細胞/遺伝学
他の関係分野：複合領域数物系科学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4月3日
26
昼夜に発電可能な熱放射発電素子構造を提案
持続可能なエネルギー供給に期待
通常の半導体では価電子帯と伝導帯の間のバンドギャップ内で電子は存在できませんが、半導体量子構造や不純物などがバンドギャップ内に形成するエネルギー準位を中間バンドとして用いることで、バンドギャップエネルギーよりも低エネルギーの遷移を熱放射や光吸収で利用できるようになります。本研究では、高温での動作が期待できる、中間バンド構造を導入した熱放射発電素子における発電特性を解明し、伝導帯から価電子帯、伝導帯から中間バンド、中間バンドから価電子帯の3つの遷移を利用することで発電密度が向上することを明らかにしました（図１）。これまでに、3つの遷移が可能なエネルギーに重なりが無い場合、中間バンド構造を導入する...
キーワード：産学連携/バンド構造/赤外線/太陽/太陽光/キャリア/バンドギャップ/光吸収/半導体量子構造/量子構造/カーボンニュートラル/持続可能/高温環境/太陽光発電/太陽電池/電池/カーボン/電磁波/二酸化炭素/半導体
他の関係分野：複合領域数物系科学工学
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発表日：2025年3月28日
27
テラヘルツ波で耳の病気を見える化
内耳蝸牛内部の非破壊3D観察に成功
早稲田大学大学院情報生産システム研究科 芹田和則（せりたかずのり）准教授、神戸大学大学院医学研究科 藤田岳（ふじたたけし）准教授、柿木章伸（かきぎあきのぶ）特命教授、大阪大学レーザー科学研究所 斗内政吉（とのうちまさよし）教授、大阪大学大学院工学研究科博士課程Zheng Luwei（ゼンルーウェイ）氏らによる研究グループは、マウスを用いた実験により、テラヘルツ波※1を利用して、音をつかさどる耳の器官である「内耳蝸牛※2」のマイクロメートルスケールの小さな内部構造を3次元で非破壊観察することに世界で初めて成功しました。蝸牛は骨に囲まれているため...
キーワード：3D画像/機械学習/生体情報/品質管理/コンパクト化/パルス/フェムト秒パルス/非線形/非線形応答/内部構造/テラヘルツ/分子分光/プローブ顕微鏡/一分子分光/パルスレーザー/回折限界/3Dイメージング/テラヘルツ波/レンズ/可視光/波長変換/半導体デバイス/非線形光学/3次元構造/ナノメートル/フェムト秒/マイクロ/レーザー/光計測/周波数/生産システム/電磁波/半導体/一細胞/光学顕微鏡/生体内/近接場/光イメージング/頭蓋骨/内視鏡/難聴/病理/蝸牛/プローブ/マウス/早期発見/低侵襲
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発表日：2025年3月12日
28
実験から仮説を自動立案する自律型実験システムの有用性を実証
ロボット×AIによるバイオテクノロジー実験の自動化
神戸大学と島津製作所の研究チームは、柔軟性と拡張性を兼ね備えた「自律型実験システム（Autonomous Lab, ANL）」を世界に先駆けて開発し、その有効性を検証しました。ANLはモジュール式の実験装置※2とベイズ最適化※3アルゴリズム機能を組み合わせ、培養・前処理・測定・分析・仮説生成までのプロセスを自動で実行できるシステムです（図１）。本研究では、ANLの有効性を検証するため、大腸菌を用いたグルタミン酸※4生産のための培地最適化を以下のように実施しました。ANLの構築：大腸菌の培養用プレー...
キーワード：AI/アルゴリズム/プロトコル/機械学習/最適化/情報学/人工知能（AI）/産学連携/計算機シミュレーション/データ解析/質量分析/生産技術/持続可能/持続可能な開発/シミュレーション/データ処理/マイクロ/ロボット/ロボットアーム/ロボット制御/光計測/再生可能資源/自動化/実証実験/制御システム/生産性/発酵/経済成長/酵素活性/微生物/ビタミン/アルコール/神経伝達物質/大腸/反応時間/アミノ酸/グルタミン酸/バイオテクノロジー/抗生物質/合成生物学/細胞増殖/細胞培養/生体分子/代謝物/大腸菌/ゲノム/遺伝子/脂質
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発表日：2025年3月5日
29
ホログラフィーの弱点を克服レーザーを不要とする単一カメラを用いた高速度 3 次元 イメージング技術の実証に世界で初めて成功
このような状況において、本研究グループは並列強度輸送方程式（図１）と呼ぶ技術を考案しました。この技術では、従来の強度輸送方程式で必要な複数枚の画像を1台のカメラを用いてワンショット記録するので、物体のある瞬間の強度と位相の両方の画像を1枚の画像として取得することを可能にしました。これにより、用いるカメラの撮影速度に応じて、動く物体の強度と位相の両方の動画を記録できるようになりました。また、高速度カメラを用いて並列強度輸送方程式を実施することで、可干渉性の低い光源で照明された高速に動く物体やその物体が発する光の強度と位相の両方の高速度動画像の記録を可能にしました。並列強度輸送方程式を実施...
キーワード：3次元形状/動画像/情報学/空間解析/時空間解析/産学連携/ホログラフィー/核融合/核融合炉/揺らぎ/内部構造/CCD/磁場/太陽/直線偏光/太陽光/CMOS/ホログラム/光散乱/高電圧/LED/計測技術/発光ダイオード（LED）/エンジン/システム工学/プラズマ診断/マイクロ/レーザー/画像計測/屈折率/光学素子/航空機/自動車/分解能/可視化技術/蛍光顕微鏡/蛍光標識
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発表日：2025年3月3日
30
腸への糖排出による人と腸内細菌の新しい共生関係を発見
小川教授らは、まずメトホルミンを飲んでいる人を対象に、FDG-PETを連続的に撮像することで、血管内に投与したFDGがどのように腸の中に移動するかを調べました。その結果、腸管の中ではFDGは小腸の上部（空腸）に最初に現れ、その後、腸の中を大腸から直腸へと動いていくことが分かりました（図２）。図２. FDGの腸管内での動態の観察...
キーワード：情報学/産学連携/解析学/高エネルギー/グルコース/質量分析/持続可能/持続可能な開発/発酵/病原菌/有機酸/FDG/ポジトロン/機能解析/オミクス/生体防御/大腸/短鎖脂肪酸/腸内環境/MRI/がん細胞/マウス/血液/抗生物質/脂肪酸/小腸/内分泌/分子イメージング/細菌/社会医学/腸内細菌/糖尿病/放射線
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学生物学工学農学医歯薬学
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発表日：2025年2月27日
31
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
テラヘルツ光注１の一方向透過性（光ダイオード効果）を広い吸収帯を持つ特殊なマグノン注２励起において観測しました。50テスラ注３、3テラヘルツという極限的な磁場と周波数領域での電子スピン共鳴注４測定と、「自発的マグノン崩壊」に基づく理論により、電気磁気効果注５（交差相関効果）による光の電場と磁場の干渉機構を明らかにしました。本研究はテラヘルツ領域の光通信に利用できる光アイソレータや光スイッチ実現への扉を開く重要な成果です。&n...
キーワード：無線通信/ミリ波/オープンアクセス/情報学/産学連携/ESR/エレクトロマグノン/テラヘルツ光/パルス/パルス強磁場/パルス磁場/マグノン/マルチフェロイック/幾何学/強磁場/交差相関/磁気秩序/磁気励起/準粒子/電気磁気効果/反強磁性/誘電性/量子化/広帯域/中性子/中性子回折/電子スピン共鳴/非弾性/テラヘルツ/遠赤外線/磁場/赤外線/超伝導/磁気モーメント/磁性体/スピン波/強磁性/光アイソレータ/光スイッチ/光デバイス/光吸収/光通信/光励起/理論解析/コバルト/スピン/マイクロ/マイクロ波/金属材料/光学素子/周波数/電磁波/半導体/量子力学/干渉効果/APC
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学工学農学医歯薬学