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研究キーワード：東北大学における「物質科学」 に関係する研究一覧：80件
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発表日：2026年5月8日
1
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：数物系科学化学工学総合生物農学
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発表日：2026年5月7日
2
液体のように振る舞う金ナノ粒子！？
〜表面分子の小さな変化が粒子集団を大きく操る〜
無機ナノ粒子が集まると、その配列の仕方によって光学的・磁気的特性が変化します。したがって、無機ナノ粒子の配列構造を自在に制御できれば、配列に起因した物性の制御にもつながります。東北大学 多元物質科学研究所の佐藤梨奈 大学院生（研究当時: 同大学院環境科学研究科、現: 物質・材料研究機構 ICYS研究員）、同大学 国際放射光イノベーション・スマート研究センターの蟹江澄志教授らの研究チームは、金ナノ粒子表面に結合させた有機分子の温度や圧縮に応答したわずかな変化を観測し、それが粒子集団全体の並び方を変えるという、新たなナノ粒子配列メカニズムを明らかにしました。 本研究チームは、温度応答性...
キーワード：物質科学/異方性/放射光/金ナノ粒子/環境適応/有機分子/持続可能/持続可能な開発/温度応答性/ナノ粒子/マイクロ/マイクロ流体/集団構造/マイクロ流体デバイス
他の関係分野：数物系科学化学生物学総合理工工学農学
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発表日：2026年5月3日
この記事は2026年5月17日号以降に掲載されます。
3
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4月30日
この記事は2026年5月14日号以降に掲載されます。
4
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〜
この記事は2026年5月14日号以降に掲載されます。
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発表日：2026年4月30日
5
メタノールを効率よくエネルギー変換する酵素の立体構造を解明
メタノールをエネルギー源として利用する酵母において重要な役割を担う酵素の立体構造を、クライオ電子顕微鏡を用いて高精度で解明しました。その結果、よく似た構造の2種類の酵素が環境に応じて異なる働きをする仕組みが明らかとなりました。カーボンニュートラル社会の実現に向けて、メタノールの効率的な資源化が注目されています。本研究では、より効率的なメタノール利用の鍵を探るため、メタノールで成長する酵母Ogataea methanolica におけるアルコールオキシダーゼ（AOD）という酵素に着目し、その構造と機能の違いをクライオ電子顕微鏡を用いて明らかにしました。AODには複数...
キーワード：物質科学/電子伝達/カーボンニュートラル/ホルムアルデヒド/持続可能/持続可能な開発/カーボン/電子顕微鏡/エネルギー変換/メタノール/酵素活性/アルデヒド/性決定/微生物/クライオ電子顕微鏡/アルコール/分子機構/アミノ酸/エネルギー代謝/立体構造
他の関係分野：数物系科学生物学工学農学
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発表日：2026年4月9日
6
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
他の関係分野：情報学環境学数物系科学化学総合理工工学
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発表日：2026年4月8日
7
ガラスにならない酸化アルミニウムを透明な非晶質の塊に
〜5配位ピラミッドと6配位八面体からなる超高密度構造と結晶を超える誘電率を高圧力で実現〜
工学院大学（学長：今村 保忠、所在地：東京都新宿区／八王子市）と物質・材料研究機構（理事長：宝野 和博、所在地：茨城県つくば市、以下「NIMS」）を中心とする研究チームは、京都大学、名古屋大学、日本電子株式会社、東北大学、島根大学、岡本硝子株式会社をはじめ、国内複数機関との共同研究により、従来「ガラスにならない」と考えられてきた単一成分酸化物である酸化アルミニウム（Al2O3、アルミナ）について、室温の高圧プロセスにより、ミリメートルサイズの透明な非晶質（アモルファス）の塊（バルク）を合成することに成功しました。得られた試料が、高い熱伝導率や硬さを...
キーワード：磁気共鳴/物質科学/X線回折/高圧力/中性子/中性子回折/超高圧/放射光/放射光X線/非晶質/誘電率/持続可能/持続可能な開発/誘電特性/アモルファス/アルミナ/局所構造/アルミニウム/コーティング/モデリング/酸化物/多孔質/電気化学/熱伝導/熱伝導率/ガラス状態/核磁気共鳴
他の関係分野：数物系科学工学総合生物
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発表日：2026年4月1日
8
金属粒子の扁平化工程のスケールアップ方法を開発
―量産化コスト削減に期待―
太陽電池の集電電極など、高信頼性が要求される部材には、銀粒子を含有した導電性ペーストがよく用いられます。ボールミルを用いて扁平化したフレーク状銀粒子は、粒子同士が平坦な面で接触し導電パスが形成されやすくなるため、他形状の銀粒子と比べ、導電性の向上が期待できます。高価な銀の使用量を削減するため、小型機を用いて開発されたフレーク状銀粒子を効率的に大型機で量産化する必要があります。量産化のためには、扁平化工程をスケールアップ（大型化とその運転条件決定）することが求められる一方で、そのスケールアップ手法はこれまで確立されていませんでした。東北大学 大学院環境科学研究科 博士後期課程の小島拓...
キーワード：DEM/物質科学/太陽/持続可能/持続可能な開発/太陽電池/電池/シミュレーション/モデル化/導電性/半導体/離散要素法
他の関係分野：複合領域数物系科学工学
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発表日：2026年3月31日
9
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
他の関係分野：数物系科学化学総合理工工学農学
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発表日：2026年3月25日
10
超伝導の常識を覆す発見
―スピン三重項超伝導体だけがもつ特別な性質―
京都大学大学院理学研究科の松村拓輝博士課程学生、高橋侑希同修士課程学生(研究当時)、松林陸同修士課程学生、金城克樹同博士課程学生(現：東北大学多元物質科学研究所助教)、北川俊作同准教授、石田憲二同教授の研究グループ(理学研究科物理学・宇宙物理学専攻物理学第一教室)は、日本原子力研究開発機構原子力科学研究所先端基礎研究センターの徳永陽研究主席のグループ、東北大学金属材料研究所附属量子エネルギー材料科学国際研究センターの青木大教授のグループ、東北大学金属材料研究所の佐々木孝彦教授のグループとの共同研究から、スピン三重項超伝導体特有の性質を明らかにしました。超伝導*...
キーワード：超伝導体/反磁性/物質科学/磁化率/宇宙物理学/磁場/超伝導/材料科学/持続可能/温度依存性/持続可能な開発/単結晶/電気抵抗/スピン/金属材料/原子力/量子力学/極限環境
他の関係分野：数物系科学工学総合生物
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発表日：2026年3月23日
11
遺伝子変異に合わせたRNA標的創薬へ RNA構造と低分子化合物の相互作用を大規模に検出する新技術 『BIVID-MaP』を開発
宮下映見 大学院生（京都大学iPS細胞研究所（CiRA）未来生命科学開拓部門・株式会社xFOREST Therapeutics）、小松リチャード馨 最高技術責任者（株式会社xFOREST Therapeutics）、齊藤博英 教授（CiRA未来生命科学開拓部門・東京大学定量生命科学研究所）、および鬼塚和光 准教授（東北大学多元物質科学研究所）らの研究グループは、遺伝子変異によって変化するRNA構造と低分子化合物の相互作用を大規模に検出する新技術「BIVID-MaP」を開発し、変異特異的な化合物結合を1塩基レベルの解像度で特定することに成功しました。RNAの立体構造は、遺伝子発現を調...
キーワード：最適化/物質科学/結合状態/持続可能/持続可能な開発/cDNA/iPS細胞/RNA/ラット/高次構造/創薬/低分子化合物/立体構造/遺伝子/遺伝子発現/遺伝子変異/個別化医療
他の関係分野：情報学数物系科学工学
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発表日：2026年3月10日
12
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化学工学農学
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発表日：2026年3月2日
13
次世代「ナトリウムイオン電池」の充電メカニズムを世界で初めて直接観測！
-- 中性子散乱を用いたマルチスケール観測で、ハードカーボンの謎を特定 --
東北大学金属材料研究所 梅本 好日古 博士研究員（現 オークリッジ国立研究所 博士研究員）、総合科学研究機構（CROSS）中性子科学センター研究開発部 大石 一城 次長、河村 幸彦 技師、東京理科大学理学部第一部応用化学科 五十嵐 大輔 プロジェクト研究員、中本 康介 助教、駒場 慎一 教授、横浜国立大学大学院工学研究院 多々良 涼一 准教授、東京科学大学（Science Tokyo）総合研究院化学生命科学研究所LIN Che-an研究員、館山 佳尚 教授、日本原子力研究開発機構J-PARCセンター 廣井 孝介 研究副主幹、高田 慎一 研究副主幹、及び京都大学複合原子力科学研究所 南部 雄亮...
キーワード：陽子ビーム/パルス/高エネルギー/中性子散乱/物質科学/陽子/J-PARC/パルス中性子/ミュオン/加速器/素粒子/中性子/検出器/素粒子物理/持続可能/持続可能な開発/電池/カーボン/ナノサイズ/マイクロ/マルチスケール/リチウム/金属材料/原子力/黒鉛/炭素材料/ナトリウム
他の関係分野：複合領域数物系科学工学
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発表日：2026年2月26日
14
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：環境学数物系科学化学工学総合生物
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発表日：2026年2月19日
15
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
他の関係分野：環境学数物系科学化学総合理工工学農学
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発表日：2026年2月16日
16
クライオ透過型電子顕微鏡によるナノ粒子分散状態の新規定量評価手法を構築
― 高塩濃度環境下シリカナノ粒子分散の「見える化」から「測る化」へ ―
日産化学株式会社（本社：東京都中央区、代表取締役 取締役社長：八木 晋介、以下「日産化学」）と東北大学多元物質科学研究所の米倉教授（理化学研究所 グループディレクター）、濵口准教授、海原技術職員らの共同研究グループは、クライオ透過型電子顕微鏡（cryo-TEM）注1でAI制御により自動収集された数百枚規模の画像データの解析により、高塩濃度環境下でのナノ粒子の分散状態の新たな定量評価手法を開発しました。本成果は2026年2月4日付けで、米国化学会誌 ACS Measurement Science Au に掲載されました。本研究では、高塩濃度塩水中に分散させたシリ...
キーワード：画像データ/AI/アルゴリズム/フレームワーク/深層学習/人工知能（AI）/空間分布/データ収集/データ収集システム/動的光散乱/物質科学/ノイズ/定量評価/光散乱/持続可能/持続可能な開発/評価手法/局所構造/材料設計/シリカ/ナノ材料/ナノ粒子/電子顕微鏡/透過電子顕微鏡/二酸化炭素
他の関係分野：情報学環境学数物系科学工学
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発表日：2026年2月16日
17
タンパク質の動きを捉える新しい試料導入システムを開発
－テープ搬送による試料導入で試料消費量を低減－
理化学研究所（理研）放射光科学研究センタービームライン開発チームの姜正敏研究員、同SACLAビームライン基盤グループの矢橋牧名グループディレクター、高輝度光科学研究センターXFEL利用研究推進室の登野健介チームリーダー、東北大学多元物質科学研究所の南後恵理子教授、京都大学大学院医学研究科の岩田想教授らの国際共同研究グループは、X線自由電子レーザー（XFEL）施設「SACLA注1」において、タンパク質の動きを捉える連続フェムト秒結晶構造解析（SFX）注2のための試料を導入する新たなシステムを開発しました。本研究成果により、わずかな量の試料で...
キーワード：X線自由電子レーザー/パルス/自由電子レーザー/物質科学/SPring-8/加速器/放射光/結晶構造解析/微小液滴/光励起/持続可能/光照射/持続可能な開発/ナノメートル/フェムト秒/レーザー/結晶構造/構造変化/動的構造
他の関係分野：数物系科学生物学総合理工工学農学
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発表日：2026年2月10日
18
「高密度化×極微小化」で膵臓がんまで届く抗がん剤ナノ粒子の作製に成功
膵臓がんは、周辺の間質が発達しており、抗がん剤が腫瘍内部へ届きにくい難治性のがんです。サイズを粒径200 nm以下に制御したナノ薬剤をがん病巣へ効率的に集積させる研究が活発に行われてきましたが、膵臓がんの場合、より極微小な30 nm程度でなければ効率的に集積しないことが報告されていました。東北大学多元物質科学研究所の笠井均教授らの研究グループは、膵臓がん周辺の間質を通過し、高い薬理活性と低い毒性を両立する抗がん剤ナノ粒子の作製に成功しました。本研究グループは、プロドラッグのみで構成され、従来型ポリマーキャリア...
キーワード：物質科学/トポイソメラーゼ/キャリア/持続可能/持続可能な開発/ナノ粒子/ポリマー/SEM/膵臓/線維芽細胞/イリノテカン/がん細胞/がん治療/コラーゲン/プロドラッグ/マウス/細胞外マトリックス/代謝物/膵臓がん/抗がん剤/臨床研究
他の関係分野：数物系科学化学工学農学
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発表日：2026年2月9日
19
鉱石中のマンガンを鋼に直接入れる「直接合金化」の最適条件を体系化
－日印連携研究でプロセス設計の指針を提示－
マンガンは強くて粘り強い鋼をつくるために欠かせない元素ですが、マンガン合金の製造から鋼への添加までの一連の工程で損失が生じやすいという課題があります。そのため、必要量が増えるほど原料投入やエネルギー負担が大きくなりやすく、マンガンの回収率を高める手法が求められています。東北大学 多元物質科学研究所の植田滋教授、岩間崇之助教らのグループとIIT Hyderabad（インド）のKakara Sripushpa大学院生、Ashok Kamaraj助教のグループによる国際共同研究チームは、従来の合金鉄に頼らずにマンガン鉱石中のマンガンを鋼へ入れる「直接合金化」に着目しました。副原料投入の設...
キーワード：最適化/物質科学/プロセス設計/マンガン/持続可能/持続可能な開発/環境負荷低減/環境負荷/体系化
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2月6日
20
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
他の関係分野：情報学環境学数物系科学化学総合理工工学農学
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発表日：2026年1月30日
21
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
他の関係分野：情報学環境学数物系科学化学総合理工工学農学
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発表日：2026年1月22日
22
高配向性マクロチャネルを備えた超軽量かつ強靭なハニカム炭素材料を開発
―環境・エネルギー技術を支える材料構造設計―
マクロチャネルを有する多孔材料は、電池や触媒、水処理など多分野で重要であり、とりわけ多孔炭素材料は高い安定性と電気・熱伝導性から有望です。しかし従来の材料は、高密度高重量、加工性・耐久性の低さ、流体輸送経路の制限といった課題を抱えていました。東北大学多元物質科学研究所の中辻博貴助教、同材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の西原洋知教授らは、これらの課題を克服するため、低密度・高機械強度・優れた流体輸送経路を併せ持つ高い配向性のマクロチャネルを備えた一体型のハニカム型炭素材料の作製方法の開発に成功しました。本研究では、氷結晶を鋳型とするアイステンプレート法の1技術である一...
キーワード：環境技術/物質科学/材料科学/ファイバー/テンプレート/持続可能/圧縮強度/持続可能な開発/水処理/ナノファイバー/電池/構造設計/耐久性/炭素材料/熱伝導/物質移動/配向性/セルロース/セルロースナノファイバー
他の関係分野：環境学数物系科学工学総合生物農学
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発表日：2026年1月20日
23
光で操る「ナノ温度スイッチ」を実現
-光の右回り・左回りで熱分布を書き換える-
ナノメートルサイズの金属構造が光によって加熱される現象は、化学反応の局所制御や医療応用、エネルギー変換など、幅広い分野で注目されています。これまで、金属のナノ構造は、光を当てると表面全体が等温になると考えられてきました。しかし今回、兵庫県立大学大学院工学研究科の瀬戸浦健仁准教授、東北大学多元物質科学研究所の押切友也准教授、関西学院大学理学部の田村守専任講師、早稲田大学先進理工学研究科の森田賢さん（博士後期課程）および同大学理工学術院の井村考平教授、北海学園大学工学部の藤原英樹教授、国立研究開発法人物質・材料研究機構の石井智チームリーダー、北海道大学大学院総合化学院の藤井優祐さん（博...
キーワード：物質科学/円偏光/持続可能/光照射/持続可能な開発/物質輸送/チタン/ナノスケール/ナノメートル/ナノ構造/微細構造/エネルギー変換
他の関係分野：数物系科学総合理工工学農学
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発表日：2026年1月15日
24
ＵＢＥ×東北大学 みらい創造技術共創研究所を設置
ＵＢＥ株式会社（代表取締役社長：西田祐樹、東京都港区、以下「ＵＢＥ」）と国立大学法人東北大学（総長：冨永悌二、宮城県仙台市、以下「東北大学」）は、2026年1月1日より「ＵＢＥ×東北大学 みらい創造技術共創研究所*1」（以下「共創研究所」）を東北大学多元物質科学研究所内に設置し、活動を開始しました。ＵＢＥは、新たなスペシャリティ事業の創出に向け、コーポレート研究開発を一層強化する経営方針を掲げています。大学との協業をさらに推進する施策である「共創研究所」の設置は、経営方針に基づく取り組みの一環です。東北大学が有する世界水準の研究力と豊富な産学連携実績、ＵＢＥが...
キーワード：産学連携/物質科学
他の関係分野：複合領域数物系科学
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発表日：2026年1月13日
25
DNAの二重らせんを自在につなぐ新技術を開発
―チオグアノシンの新たな光反応性を解明、DNAナノ構造体や核酸医薬への応用に期待―
生命の設計図であるDNAを、ナノマシンや薬剤の運び手として利用する研究が注目されています。東北大学 多元物質科学研究所の鬼塚和光 准教授、永次史 教授、同大学院理学研究科のジャミラ・アッバス・オスマン 大学院生らの研究グループは、チオグアノシンをDNA二重鎖内の特定の位置に導入することで、光や化学酸化剤によってDNA鎖間を自在に架橋する新技術を開発しました。本架橋反応はDNA二重鎖の構造を歪ませずに素早く鎖間を結合させます。さらに、本研究では、DNA内部で電子が移動するチオグアノシンの新たな光反応特性を突き止めました。チオグアノシン同士の架橋は細胞内の環境で外れる可逆性を持つため、...
キーワード：物質科学/スルフィド/光反応/反応機構/ジスルフィド結合/遺伝情報/ナノ構造体/持続可能/光照射/持続可能な開発/熱安定性/ナノメートル/ナノ構造/薬物送達システム/ナノマシン/グルタチオン/ナノテクノロジー/DDS/イミン/核酸医薬/副作用
他の関係分野：数物系科学化学生物学工学総合生物
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発表日：2026年1月13日
26
中温域で10⁻²S/cmを大きく超える酸化物超イオン伝導体a軸配向SDC電解質膜を開発
～中温作動型固体酸化物燃料電池への応用に一歩前進～
東京理科大学 先進工学部 物理工学科の樋口 透教授、同大学大学院 先進工学研究科 物理工学専攻の森實 亮太氏（2025年度 修士課程2年）、田淵 理久氏（2025年度 修士課程2年）、東北大学多元物質科学研究所の志賀 大亮助教、組頭 広志教授らの共同研究グループは、200 ~ 550℃の中温域で動作する固体酸化物燃料電池（SOFC）の新規電解質材料として、a軸配向Sm3+ドープCeO2（Ce0.75Sm0.25O2-δ: SDC）薄膜を作製し、世界最高水準の酸化物イ...
キーワード：物質科学/高周波/電気二重層トランジスタ/固体酸化物燃料電池/酸化物イオン伝導体/イオン伝導体/固体酸/トランジスタ/絶縁体/電気二重層/SOFC/YSZ/イオン伝導/イオン輸送/固体酸化物形燃料電池/固体電解質/単結晶/電解質膜/電池/燃料電池/ジルコニア/スパッタリング/酸化物/電解質/結晶構造
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発表日：2025年12月22日
27
金属ナトリウム蒸気を利用した半導体セラミックスの低温焼結技術を開発
―従来法よりも500 °C低温で相対密度90%以上を達成―
チタン酸バリウム（BaTiO3）は、主要なセラミックス電子材料であり、半導体や誘電体（絶縁体）として幅広く利用されています。東北大学多元物質科学研究所の細野新助教と山田高広教授の研究グループは、BaTiO3の粉末成形体を、金属ナトリウム片と共にステンレス鋼製の容器に封入し加熱することにより（図1）、従来法（約1300 °C）よりも大幅に低い700〜800 °Cの低温で、電気抵抗率の低下を伴いながら緻密に焼結する現象を発見しました。この手法では、ナトリウム蒸気がステン...
キーワード：物質科学/遷移金属/絶縁体/誘電体/持続可能/持続可能な開発/チタン/チタン酸バリウム/電気抵抗/ステンレス鋼/金属イオン/熱処理/半導体/ナトリウム
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発表日：2025年12月20日
28
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11日
29
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3日
30
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
31
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20日
32
NanoFrontier x日東紡 x 東北大学「ナノ材料でイノベーションを加速する共創研究所」設置
スタートアップと大企業による産学連携のロールモデルを目指す
東北大学、NanoFrontier株式会社（以下、NanoFrontier）および日東紡績株式会社（以下、日東紡）は共同で、2025年11月、「ナノ材料でイノベーションを加速する共創研究所」を設置しました。本共創研究所は、ナノ材料の新規作製プロセス・材料設計、製品・用途開発、人材育成を一体運用する常設の共創拠点として、東北大学・スタートアップ・大企業との連携を強化します。研究からPoC（概念実証）、技術移転まで一体運用するルートを常設化し、特定有害物質の検出技術などの重点アプリケーションの社会実装を加速させるとともに、企業...
キーワード：産学連携/物質科学/ファイバー/技術移転/有害物質/材料設計/ナノ材料/ナノ粒子/ラット
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発表日：2025年11月12日
33
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11日
34
NanoTerasuのビームラインでタンパク質結晶立体構造解析を開始
－全自動測定とスパコンAOBAによる即時データ解析により ライフサイエンスを加速―
国立大学法人東北大学（以下、東北大学）、一般財団法人光科学イノベーションセンター（以下、PhoSIC）及び国立研究開発法人日本医療研究開発機構（以下、AMED）は、11月11日より、3GeV高輝度放射光施設NanoTerasu（以下、NanoTerasu）のコアリションビームラインBL09Uにおいて、東北大学が中心となって整備を進めてきたタンパク質構造解析エンドステーション（以下、MX-ES）の運用を開始します。本MX-ESはタンパク質のような複雑かつ巨大な生体高分子の立体構造を原子レベルで決定することが出来るエンドステーションで、メールインによる完全自動測定と東北大学サイバーサイ...
キーワード：スループット/科学技術計算/スーパーコンピュータ/データ統合/最適化/人工知能（AI）/先端技術/物質科学/放射光/データ解析/タンパク質構造/高分子/マルチスケール/機能性材料/計測システム/大規模計算/電子顕微鏡/タンパク質結晶/構造予測/機能性/クライオ電子顕微鏡/オミックス/オミックス解析/スクリーニング/ラット/医薬品開発/化合物ライブラリー/細胞・組織/生体高分子/創薬/立体構造/立体構造解析/臨床試験/疾患モデル
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発表日：2025年11月10日
35
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8日
36
広帯域X線対応タイコグラフィ装置を開発
―ナノテラス活用で高精度な元素・構造分析を実現―
X線タイコグラフィは、非破壊かつ高解像度の観察が可能な手法として注目されていますが、同一の装置でテンダーX線から硬X線領域まで測定できるシステムはこれまで存在していませんでした。東北大学 大学院工学研究科の佐々木雄平大学院生、東北大学 国際放射光イノベーション・スマート研究センターの石黒志准教授、高橋幸生教授らの研究チームは、3GeV高輝度放射光施設「NanoTerasu」のビームラインBL10Uを活用し、テンダーX線から硬X線領域にわたる広帯域での高分解能X線タイコグラフィ装置の開発に成功しました。本システムでは、NanoTerasuの高輝度かつ高コヒーレンスなX線に加...
キーワード：コヒーレンス/コヒーレント/高エネルギー/物質科学/X線回折/広帯域/軟X線/放射光/検出器/レンズ/位相回復/持続可能/持続可能な開発/電池/ナノスケール/ナノメートル/機能性材料/屈折率/計測システム/実証実験/分解能/機能性/高分解能/カルシウム
他の関係分野：数物系科学工学農学
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発表日：2025年11月4日
37
軽元素を含むCMOSイメージセンサー内部を非破壊で3次元可視化
―NanoTerasuの高輝度テンダーX線が拓くナノ構造解析の新展開―
CMOSイメージセンサー（CIS）は、スマートフォンやカメラ、自動運転技術、医療機器などに広く利用されている光電子変換デバイスです。その性能向上には微細な画素構造の解析が不可欠です。しかし、CIS内部にはシリコン（Si）やシリコン酸化物（SiO2）などの軽元素で構成された複雑な多層構造が存在し、従来の電子線を用いた手法では非破壊かつ高解像な三次元観察が困難でした。東北大学 大学院工学研究科の大川成大学院生、佐々木雄平大学院生、国際放射光イノベーション・スマート研究センターの石黒志准教授、高橋幸生教授らの研究チームは、3GeV高輝度放射光施設「NanoTeras...
キーワード：自動運転/医療機器/コヒーレント/物質科学/X線回折/軽元素/軟X線/放射光/検出器/電子線/定量評価/走査型電子顕微鏡/CMOS/イメージセンサー/位相回復/半導体デバイス/持続可能/持続可能な開発/シリコン/センサー/ナノメートル/ナノ構造/酸化物/電子顕微鏡/半導体/分解能/層構造/空間分解能/computed tomography/CIS/スマートフォン
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発表日：2025年10月27日
38
全固体リチウム硫黄電池の内部反応を高解像度で可視化する手法を確立
―高速充放電とサイクル安定性を阻害する因子を解明―
全固体リチウム硫黄電池（SolidStateLithiumSulfurBattery; SSLSB）は、硫黄の高い理論容量と固体電解質の安全性を活かした次世代の蓄電デバイスです。しかし高速充放電が難しく、充放電サイクルが不安定であることが実用化への障壁となっていました。これらの課題を解決するには、充放電反応が電池内部のどこでどのように進行し、何がそれを妨げているのかを明らかにする必要があります。東北大学多元物質科学研究所の木村勇太准教授、大野真之准教授らの研究グループは、大型放射光施...
キーワード：最適化/空間分布/物質科学/SPring-8/内部構造/放射光/放射光X線/持続可能/持続可能な開発/イオン輸送/固体電解質/電池/X線CT/マイクロ/リチウム/電解質/分解能/空間分解能/computed tomography/ナノテクノロジー/バイオテクノロジー
他の関係分野：情報学環境学数物系科学工学
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発表日：2025年10月14日
39
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1日
40
「タムラ製作所×東北大学 先端パワーエレクトロニクス共創研究所」を設置
株式会社タムラ製作所（本社：東京都練馬区、代表取締役社長：中村 充孝、以下、「タムラ」）と国立大学東北大学（所在地：宮城県仙台市、総長：冨永 悌二、以下、「東北大学」）は、パワーエレクトロニクス市場において新たな価値を創造する素材、材料、デバイス、モジュールの研究開発を推進することを目的に、東北大学の産学連携先端材料研究開発センター（英語名称「Material Solution Center」、以下「MaSC」）内に、「タムラ製作所×東北大学 先端パワーエレクトロニクス共創研究所」を設置しました。東北大学では、ワイドバンドギャップ（以下、「WBG」）半導体パワーモジュール、...
キーワード：電気通信/コンポーネント/産学連携/物質科学/高周波/バンドギャップ/磁性材料/パワーエレクトロニクス/金属材料/半導体
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発表日：2025年10月1日
41
単純な酸化処理で層状クロム酸化物薄膜の電気抵抗が20万分の1に！
ー次世代メモリデバイス開発への新たな一歩ー
遷移金属酸化物には結晶構造や化学組成の違いによって性質が大きく変わる材料が多く存在します。なかでも、酸素の出入り（脱挿入）によって電気抵抗率が大きく変化する材料は、次世代メモリーや高感度センサーなどへの応用が期待されています。東京都立大学大学院理学研究科の岡大地准教授、大阪大学大学院基礎工学研究科のZhaochen Maさん（大学院生）、東北大学大学院理学研究科の福村知昭教授（東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）兼務）、同大学多元物質科学研究所の組頭広志教授（高エネルギー加速器研究機構（KEK）兼務）らの研究グループは、単純な酸化処理によって室温での電気抵抗率が約20万分...
キーワード：高エネルギー/遷移金属酸化物/物質科学/加速器/化学組成/材料科学/クロム/遷移金属/メモリ/持続可能/持続可能な開発/材料設計/酸化物薄膜/電気抵抗/電子状態/センサー/金属酸化物/酸化物/結晶構造
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発表日：2025年9月17日
42
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
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学工学
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発表日：2025年9月16日
43
ひずみで強く光る鉛フリー新材料の発光メカニズムを解明
インフラの老朽化をモニタリングするセンサなどの開発指針に
橋梁やビルなど長年の使用で劣化したインフラが壊れる事故が各地で起きています。人手をできるだけ使わずに事故を未然に防ぐ手段として、機械的な力が加わると発光する応力発光（メカノルミネッセンス：ML） センサで安全管理するシステムの開発が進められています。東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センターの二宮翔助教と西堀麻衣子教授、同大学大学院工学研究科の徐超男教授の共同研究グループは、特定の組成でML強度が異常に増強される鉛フリーの新しい多機能材料であるプラセオジム添加ニオブ酸リチウムナトリウム（Li₁₋ₓNaₓNbO₃:Pr）に着目し、これまで謎だった強い発光のメカニズ...
キーワード：ウェアラブル/ウェアラブルデバイス/物質科学/放射光/可視光/持続可能/安全管理/持続可能な開発/劣化診断/ニオブ/原子配列/ニオブ酸リチウム/ひずみ/モニタリング/リチウム/機能性材料/機能材料/機能性/結晶構造/ナトリウム
他の関係分野：情報学数物系科学工学農学
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発表日：2025年9月10日
44
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
他の関係分野：環境学数物系科学化学生物学総合理工工学農学
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発表日：2025年9月4日
45
電力ロスを大幅に低減！革新的な鉄系磁性材料を開発
～新たな組織と磁化制御技術で実現次世代トランス・EV部品への応用に期待～
NIMSは、東北大学および産業技術総合研究所と共同で、鉄系の軟磁性アモルファスリボンに新たなナノ組織・磁区構造の制御技術を導入し、電力損失を従来比で50％以上削減することに成功しました。特に、次世代高周波トランスや電気自動車の駆動用電源回路などで求められる数十キロヘルツの高周波領域で高性能を発揮し、電動機器の省エネ化やカーボンニュートラル実現への貢献が期待されます。本成果は、9月3日にNature Communications誌に掲載されました。【研究成果の概要】■従来の課題 AI向けデータセンターや電気自動車などの電力利用が急速に拡大する中、電力の...
キーワード：人工知能（AI）/物質科学/高周波/磁区構造/カーボンニュートラル/持続可能/省エネ/持続可能な開発/アモルファス/磁性材料/カーボン/パワーエレクトロニクス/モーター/金属材料/構造制御/自動車/組織制御/電気自動車/結晶構造
他の関係分野：情報学数物系科学工学農学
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発表日：2025年9月3日
46
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
他の関係分野：数物系科学化学工学総合生物
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発表日：2025年8月26日
47
リサイクルが簡単な電極材料を開発 資源の制約を乗り越えた電池の開発に期待
可逆的に電荷貯蔵（酸化還元、レドックス）できる有機レドックス高分子は、電池の電極材料として注目されています。特に最近では、安全で環境に優しい水系電池への応用に向けた研究が進められています。しかし、同高分子の多くは疎水性であり、水系電池へと応用するには、親水性を付与する必要があるほか、それらの分解は他の高分子材料と同様に簡単ではありませんでした。東北大学 多元物質科学研究所の岡 弘樹 准教授と大窪 航平 助教、同大学 大学院工学研究科の北嶋 奨羽 大学院生、日東紡績株式会社の五十嵐 和彦 上席技術統括SVらの共...
キーワード：水溶液/物質科学/高分子/電荷貯蔵/アミン/持続可能/ベンゼン/持続可能な開発/電池/リサイクル/高分子材料/酸化還元/電解質/親水性/レドックス/ポリアミン/官能基
他の関係分野：数物系科学化学工学総合生物
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発表日：2025年8月20日
48
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2日
49
二次元ファンデルワールス酸化物の合成に成功
－強相関酸化物と二次元物質の両方の特徴を併せ持つ新材料－
東京科学大学（Science Tokyo） 物質理工学院 応用化学系の佐藤礼大学院生（研究当時）、相馬拓人助教、吉松公平准教授と大友明教授らの研究チームは、東北大学 多元物質科学研究所の組頭広志教授と共同で、ファンデルワールス酸化物2H-NbO2の合成に世界で初めて成功しました。ファンデルワールス物質（用語1）は、二次元層が積み重なった構造を持つ物質の総称であり、次世代の半導体材料として期待される二次元物質（用語2）のもとになる物質群です。一方、金属酸化物は強相関物質（用語3）と呼ばれ、次世代の電子デバイスの材料として期待されています。しかし...
キーワード：グラファイト/二次元物質/物質科学/強相関/ファンデルワールス力/電子デバイス/半導体材料/持続可能/持続可能な開発/グラフェン/リチウム/金属酸化物/黒鉛/酸化物/半導体/酸化反応
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発表日：2025年8月2日
50
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16日
51
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
52
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6月24日
53
世界初のATPプロドラッグによる健康寿命延伸の新しい可能性
―ミトコンドリア活性化によりエネルギー代謝不均衡を改善する生体エネルギー分子治療の提案―
体内のエネルギー需要と供給の不均衡は老化や加齢性疾患と関連しています。ミトコンドリアは生体のエネルギー通貨であるATPの供給を行いますが、老化によってミトコンドリア機能が低下し、様々な細胞や臓器でATPレベルの低下が起こります。しかし、ミトコンドリア呼吸（※3）を活性化し、低下した細胞内ATPレベルを回復させる薬剤は世界的にみてもほとんどなく、ミトコンドリア活性化薬開発は挑戦的な研究テーマのひとつです。今回、九州大学などの研究チームは、ミトコンドリアを活性化して細胞内ATPレベルを向上させ、抗老化作用を示す新物質の開発に成功しました。開発されたのは新規核酸プロドラッグで「proAX...
キーワード：高齢化社会/高エネルギー/物質科学/ATP合成/電子伝達/新物質/持続可能/持続可能な開発/センサー/モデル生物/生体内/哺乳類/リン酸/ストレス耐性/ATP合成酵素/プロテインキナーゼ/プロトン/細胞膜/ROS/アデノシン/酵素反応/AMPK/寿命/線維芽細胞/ATP/エネルギー代謝/キナーゼ/プロドラッグ/マウス/ミトコンドリア/活性酸素/活性酸素種/抗酸化/脂肪酸/創薬/電子伝達系/副作用/ストレス/加齢/健康寿命/高齢化/酸化ストレス/脂質/老化
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発表日：2025年6月18日
54
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
55
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9日
56
ふりかけるだけで神経シナプスを可視化
迅速かつ簡便な標識方法開発、記憶解析や疾患研究に新たな道
我々の脳内で記憶の素子となるのは、神経細胞間の接続部分であるシナプスです。その機能を"見る"ことができれば、記憶のメカニズムの理解につながります。名古屋大学未来社会創造機構、大学院工学研究科の清中 茂樹 教授、曽我 恭平 博士後期課程学生らのグループは、東北大学多元物質科学研究所の南後 恵理子 教授らのグループとの共同研究で、記憶や学習に必須な神経伝達物質受容体のAMPA型グルタミン酸受容体（以下、AMPA受容体）の可視化分子を開発しました。脳内の情報伝達はシナプスという神経細胞間の接続部分で行われ、記憶が刻まれる際にはシナプスのつながりに強弱がつくことが知られています。...
キーワード：物質科学/持続可能/持続可能な開発/グルタミン酸受容体/シナプス/AMPA受容体/細胞膜/可塑性/神経伝達物質/動態解析/アルツハイマー病/イオンチャネル/グルタミン酸/シナプス可塑性/プローブ/受容体/神経細胞/神経疾患/早期発見
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発表日：2025年6月4日
57
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
58
革新的な軟磁性材料の創出
-超低損失と高飽和磁束密度を両立した軟磁性ナノ結晶圧粉コアの開発に成功-
株式会社トーキン（代表取締役社長：片倉文博 本社：宮城県白石市）は、文部科学省の「革新的パワーエレクトロニクス創出基盤技術研究開発事業（JPJ009777）」において、国立大学法人東北大学多元物質科学研究所の岡本聡教授らとの共同研究により、次世代パワーエレクトロニクスを支える革新的な軟磁性ナノ結晶圧粉コアの開発に成功しました。この新材料は、従来材料を大きく上回る超低損失と高飽和磁束密度の両立を実現し、電力変換機器の高効率化・小型化を加速させるキーデバイスとして、今後の社会に重要な役割を果たすことが期待されます。本研究の成果は2025年5月23日、 Acta Materialiaにて...
キーワード：物質科学/ナノ結晶/電力変換/持続可能/持続可能な開発/磁性材料/パワーエレクトロニクス/高効率化
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発表日：2025年5月29日
59
東北大学大学院理学研究科「次元融合ナノ物質科学寄附講座」が第二期を開始 株式会社深松組の寄附によって実現した 革新的なナノカーボン材料に関する寄附講座
2021年、東北大学大学院理学研究科（現研究科長：都築 暢夫）は、株式会社 深松組（代表取締役社長：深松 努）の寄附により「次元融合ナノ物質科学」に関する寄附講座を開設しました。深松組はかねてから環境問題に強い関心を持ち、基礎科学の発展こそ環境問題の根源的な課題解決に至るとの考えのもと、この度、基礎科学を推進する目的で東北大学大学院理学研究科に寄附をいただいたものです。本寄附講座は2016年度から2021年度まで東北大学学際研究重点拠点「新奇ナノカーボン誘導分子系基盤研究開発センター」が築き上げた研究成果を基盤としています。同センターでは、本研究科が中心部局となり、次世代機能性材料...
キーワード：学際研究/物質科学/太陽/ナノ物質/持続可能/ナノカーボン/持続可能な開発/太陽電池/電池/カーボン/シリコン/リチウム/環境問題/機能性材料/機能性/カーボン材料/サッカー/フラーレン
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発表日：2025年5月28日
60
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
61
太陽系の「石のタイムカプセル」の"模様"を数値計算で再現！
〜小惑星や隕石に含まれる不思議な形をした鉱物の結晶成長過程の解明へ〜
名古屋市立大学 三浦均准教授、東北大学 中村智樹教授、森田朋代大学院生、渡邉華奈大学院生、中国科学院・立命館大学 土`山明教授、北海道大学 木村勇気教授、宇宙航空研究開発機構 小山千尋研究開発員らの共同研究グループは、小惑星や彗星、隕石などの地球外物質に含まれるミリメートルサイズの球状粒子「コンドリュール」が溶融状態から急冷凝固する過程の数値シミュレーションを行い、特異な形の鉱物「棒状カンラン石」の結晶成長過程を世界で初めて理論的に再現しました。本研究成果により、今後、国際宇宙ステーションにおける微小重力環境下でのコンドリュール再現実験と合わせて、初期太陽系における物質進化過程や惑星形成過程...
キーワード：物質科学/コンドリュール/国際宇宙ステーション/小惑星/数値シミュレーション/数値計算/星形成/太陽/太陽系/惑星/惑星形成/彗星/隕石/シミュレーション/結晶成長/微小重力/微小重力環境
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発表日：2025年5月26日
62
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24日
63
抗がん剤カルボプラチンによる新たな転移リンパ節治療法を確立
― リンパ系送達法の最適化で長期抑制効果 ―
がんの進行に伴うリンパ節転移は、遠隔転移の起点となることから、早期かつ選択的な治療介入が求められます。本研究で用いたカルボプラチンは、プラチナ化合物に分類される低分子薬剤の抗がん剤であり、肺がんや卵巣がんをはじめとする多くのがん種で広く使用されています。しかし、転移リンパ節では腫瘍の進展により血管やリンパ洞が消失する局所欠損が生じるため、血管経由での薬剤送達には限界があり、特に初期のリンパ転移に対して十分な効果が得られないという課題がありました。東北大学大学院医工学研究科の小玉哲也教授らによる研究グループは、薬剤をリンパ流に乗せて標的リンパ節...
キーワード：最適化/化学物質/物質科学/高浸透圧/浸透圧/持続可能/持続可能な開発/医工学/リンパ節転移/卵巣/卵巣がん/モデルマウス/歯学/がん治療/シスプラチン/マウス/抗腫瘍効果/合成化学/副作用/抗がん剤/低侵襲/肺がん
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発表日：2025年5月21日
64
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
65
＼「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
66
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15日
67
赤ちゃん星がガスを食べて成長する様子を大規模３次元シミュレーションで世界初観測！
―星の誕生メカニズムと太陽系起源の解明に期待―
大阪大学大学院理学研究科の髙棹真介助教（研究当時。現：武蔵野美術大学 准教授）、京都大学の細川隆史准教授、東北大学の富田賢吾准教授、国立天文台の岩﨑一成助教らの研究グループは、原始星の内部構造と周囲のガス円盤、さらに磁場の影響も考慮した世界初の大規模3次元シミュレーションに成功しました。これにより、原始星がどのように成長するのかについての理解が大きく進展しました。原始星は、まわりを回転している原始惑星系円盤のガスを食べて成長します。このプロセスは非常に複雑で、シミュレーションによる調査が必須です。しかし、原始星とガス円盤の"境界領域"ではガスの密度や速度などが急激に変化するため、シ...
キーワード：太陽フレア/物質科学/内部構造/原始星/原始惑星系円盤/磁場/衝撃波/星形成/太陽/太陽系/天文学/惑星/隕石/持続可能/持続可能な開発/3次元構造/シミュレーション/大規模シミュレーション
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発表日：2025年5月12日
68
血糖値測定用の電極を開発
血液ガス分析装置の小型化に貢献する貴金属フリーかつ夾雑物除去機構フリーのグルコースセンサー
国立研究開発法人 産業技術総合研究所（以下「産総研」という）化学プロセス研究部門 伊藤徹二 主任研究員、長谷川泰久 副研究部門長らは、株式会社テクノメディカ 吉田朗子 主任、国立大学法人 東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）西原洋知 教授（多元物質科学研究所、環境科学研究科 兼務）、富士シリシア化学株式会社 井澤謙一 研究開発グループ リーダー、日本電子株式会社 作田裕介 副主査らと共同で、貴金属を使わない電極を用いて、血液中の夾雑物(...
キーワード：溶存酸素/物質科学/グルコース/材料科学/貴金属/持続可能/持続可能な開発/グラフェン/コーティング/シリカ/センサー/多孔質/電気化学/ビタミンC/アスコルビン酸/ビタミン/血液
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発表日：2025年5月8日
69
三井金属×東北大学 未来創造材料共創研究所を設置
-探索精神と多様な技術の融合で地球を笑顔にする未来創造材料を探求する-
国立大学法人東北大学（所在地：宮城県仙台市、総長：冨永 悌二、以下「東北大学」）と三井金属鉱業株式会社（所在地：東京都品川区、代表取締役社長：納 武士、以下「三井金属」）は、 2025年5月1日、東北大学片平キャンパス内に『三井金属×東北大学 未来創造材料共創研究所』を設置しましたので、お知らせいたします。三井金属と東北大学は、共同研究などを通じて連携しております。『三井金属×東北大学 未来創造材料共創研究所』を設置して連携をさらに深めることで、三井金属が重点を置くエレクトロニクス、環境・エネルギー、ライフサイエンス分野で社会課題解決に貢献する新規事業の創出と人材育成を推進します。...
キーワード：産学連携/循環型社会/物質科学/カーボンニュートラル/カーボン
他の関係分野：複合領域環境学数物系科学工学
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発表日：2025年4月25日
70
次世代形状記憶合金の原子配列と原子の動きの観察に成功
─より高性能の合金開発の指針に─
次世代の形状記憶合金として期待されるCu-Al-Mn系形状記憶合金は、原料が安価で加工しやすく、良好な超弾性を発現することから、耐震材料や医療デバイスなど幅広い分野での応用が期待されています。さらに性能を高めるためには合金の原子の並びと配列の変化を詳しく知る必要があります。しかしこれまでの技術でこれらを調べることは困難でした。東北大学と九州大学、株式会社古河テクノマテリアル（神奈川県平塚市、花谷健社長）の共同研究グループは、Cu-Al-Mn系形状記憶合金の原子レベルでの構造変化を解明しました。X線吸収分光法（XAS）（注４）と第一...
キーワード：結晶格子/X線吸収分光/反強磁性/物質科学/エントロピー/放射光/材料科学/マンガン/固溶体/DFT/強磁性/持続可能/持続可能な開発/局所構造/金属ガラス/形状記憶効果/原子配列/超弾性/電子状態/アルミニウム/スピン/ナノスケール/金属材料/形状記憶合金/第一原理/第一原理計算/熱処理/量子力学/結晶構造/ゆらぎ/構造変化
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発表日：2025年4月15日
71
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3月27日
72
完全大気圧下での軟X線光電子分光測定に成功
――基礎化学の解明から触媒や燃料電池の開発へ――
東京大学の松田巌教授（兼：東北大学客員教授）は同大学大学院生和田哲弥氏と堀尾眞史助教らと東北大学山本達准教授と共同で、世界で初めて軟X線を用いた大気圧下光電子分光測定にNanoTerasuにて成功しました。本来、軟X線と電子は真空中でしか存在できないため、大気圧下での光電子分光測定は不可能でした。しかし、現実に起きている反応や現象の多くは空気中など大気圧下であるため、実際の現象解明には大気圧下での測定が求められていました。そこで本研究では真空パイプから構成された軟X線導入路を用意してガス雰囲気下で軟X線が減衰し切る前に試料に照射できるようにしました。さらに電...
キーワード：産学連携/光エネルギー/光電子分光/物質科学/内部構造/軟X線/放射光/太陽/太陽光/電子分光/持続可能/分光測定/持続可能な開発/電池/燃料電池/SPECT/水素ガス
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発表日：2025年3月26日
73
「住友ゴム×東北大学 次世代シンクロサイエンス共創研究所」を設置
住友ゴム工業(株)(社長：山本悟)と国立大学法人東北大学（総長：冨永悌二）は2025年4月1日に「住友ゴム×東北大学 次世代シンクロサイエンス共創研究所」を東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センターに設置します。現在の科学技術の最前線を超えて、放射光技術を用いた材料解析の進化、さらに新素材の開発、環境技術の推進、AI活用のデータ解析を通じて、持続可能な社会の実現に向けた産業革新を目指します。...
キーワード：AI/情報学/人工知能（AI）/産学連携/環境技術/物質科学/放射光/データ解析/持続可能/持続可能な開発
他の関係分野：情報学複合領域環境学数物系科学工学
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発表日：2025年3月26日
74
金属クラスターの発光特性をより重い原子の内包で向上させることに成功 次世代の光機能材料の開発に貢献
数個から数百個の金属原子が集合した金属クラスターは特異な電子・光学特性を持つことから、発光材料や触媒、バイオイメージング用途などへの応用が期待されています。本研究では、銀（Ag）クラスターのリン光（注４）特性を向上させるために、重原子効果を利用した新規Ag54クラスターの合成に成功しました。東北大学多元物質科学研究所の根岸雄一 教授は、東京理科大学研究推進機構の新堀佳紀 講師（研究当時）と、インド工科大学マドラス校の研究チームと共同で、中心に異なるアニオン（硫化またはヨウ素 I）を内包するX@Ag54クラスター（X = S, I）を精密に合成し、構造解析および...
キーワード：産学連携/スピン軌道相互作用/幾何構造/物質科学/化学組成/励起状態/アニオン/金属クラスター/ナノサイエンス/光機能/発光材料/持続可能/持続可能な開発/光機能材料/光学特性/スピン/化学工学/機構総合/微粒子/機能材料/寿命/ナノテクノロジー/バイオイメージング/ヨウ素/増感剤
他の関係分野：複合領域数物系科学化学工学農学
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発表日：2025年3月25日
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有機材料中の水素と重水素の分布を単一分子スケールで識別することに成功 新たな電子線分光技術により、分子や結合位置の特定に効力
プラスチックや有機半導体など高機能有機材料の特性を精緻に制御するには、材料内部の微細構造を分子レベルで解明することが不可欠です。しかし、これまで有機材料中の化学結合や分子の位置を分子レベルで特定できる技術がありませんでした。東北大学多元物質科学研究所の陣内浩司教授と宮田智衆講師ら、産業技術総合研究所ナノ材料研究部門の千賀亮典主任研究員、大阪大学産業科学研究所の末永和知教授、防衛大学校応用物理学科の萩田克美講師のグループは、電子線による分子振動マッピング法を独自に開発し、炭素に対する水素と重水素の化学結合の違いを見分けることで、有機材料中に存在する重水素標識分子の空間分布を3nmの分...
キーワード：産学連携/空間分布/化学物質/原子核/物質科学/陽子/安定同位体/中性子/同位体/重水素/高分子/有機半導体/爬虫類/電子線/単一分子/分子振動/有機材料/持続可能/持続可能な開発/ナノメートル/ナノ材料/プラスチック/半導体/微細構造/分解能/マッピング/SPECT/空間分解能
他の関係分野：複合領域環境学数物系科学化学生物学総合理工工学農学
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発表日：2025年3月25日
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次世代太陽電池用SnS薄膜の最適組成を解明
─蒸発しやすいSを補う精密な成膜技術で実証─
硫化スズ（SnS）は、地球上に豊富に存在し、毒性もないスズと硫黄から構成される半導体として、次世代の薄膜太陽電池や熱電変換素子（注５）への応用が期待されています。しかしSnSを薄膜化する際には、スズと硫黄の比率（組成）が化学式の1:1からわずかにずれることがあります。一般的に、組成のずれは小さい方が望ましいと言われていますが、組成ずれが薄膜にどのような影響を及ぼすかは十分に解明されていませんでした。東北大学 多元物質科学研究所の鈴木一誓講師と、同大学大学院 環境科学研究科 先進社会環境学専攻の野上大一大学院生らの研究グループは、SnS薄膜の組成を精密に制御する...
キーワード：産学連携/物質科学/太陽/材料科学/キャリア/持続可能/持続可能な開発/太陽電池/電池/熱電材料/熱電変換/スパッタリング/移動度/半導体/エネルギー変換
他の関係分野：複合領域数物系科学工学農学
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発表日：2025年3月14日
77
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
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学総合理工工学
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発表日：2025年3月4日
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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
他の関係分野：複合領域数物系科学化学生物学総合理工工学農学
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発表日：2025年2月27日
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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
他の関係分野：複合領域数物系科学化学生物学総合理工工学総合生物
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発表日：2025年2月14日
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リチウムイオン電池電極からの金属溶出を可視化する技術を開発
二次電池の長寿命化と安全性向上への貢献に期待
リチウムイオン電池（LIB2）は、スマートフォンや電気自動車（EV）などに幅広く利用されていますが、経年劣化による交換費用や劣化電池の安全性への危惧が大きな社会問題となっています。電池劣化の要因は幾つかありますが、その一つとして電池材料の分解と溶出の可能性が指摘されています。東北大学多元物質科学研究所のヘラー ニチヤ（Hellar Nithya）学術研究員らのグループは、MRIを用いて、リチウムイオン電池の正極材料であるLMOからマンガンイオンが電解液中に溶出する様子をリアルタイムで可視化する手法を開発し、電池の充放電時にマンガン（Mn）が溶出する電圧や場所や...
キーワード：産学連携/磁気共鳴/物質科学/磁場/正極材料/リチウムイオン二次電池/材料科学/マンガン/リチウムイオン電池/遷移金属/蓄電池/電解液/持続可能/持続可能な開発/イオン伝導/電池/カーボン/コバルト/その場観察/リチウム/金属イオン/携帯電話/自動車/長寿命化/電気化学/電気自動車/二次電池/エチレン/リン酸/磁気共鳴画像/寿命/脊椎/MRI/核磁気共鳴/スマートフォン
他の関係分野：複合領域数物系科学総合理工工学農学