東京大学研究Discovery Saga

キーワード：X線吸収分光/光電子分光/水分子/量子化/XAFS/重水素/環境調和/芳香族/量子化学/量子化学計算/カップリング反応/金ナノ粒子/水素化反応/反応場/水素分子/電子分光/アミン/貴金属/固体表面/触媒設計/DFT/選択性/持続可能/STEM/金属ナノ粒子/電子状態/ナノメートル/ナノ粒子/機能性材料/水素化/生産性/炭素材料/電子顕微鏡/電子顕微鏡観察/廃棄物/密度汎関数理論/機能性/アルデヒド/酵素阻害/水素ガス/カップリング/ラジカル/官能基/抗酸化/抗生物質/酵素阻害剤/阻害剤/有機合成/コレステロール

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6月11日

異なる高分子の鎖が平行に並んだ「束状共重合体」

―約70年ぶり、共重合体の新カテゴリーを創出―

東京大学大学院工学系研究科の植村卓史教授と亀谷優樹特任助教（研究当時、現慶應義塾大学助教）らの研究グループは、2種類の異なる高分子の鎖を平行に並べて結合させた新しい共重合体「束状共重合体」を合成しました。異なる種類のモノマーをつなげて得られる共重合体は、複数の分子特性を1つの高分子素材に集約できるため、さまざまな材料の基盤素材となっています。100年以上にわたる高分子化学の歴史の中で、これまで無数の共重合体が合成されてきましたが、その分子構造はモノマーの並び方に基づいて、「ランダム共重合体」「配列制御共重合体」「ブロック共重合体」「グラフト共重合体」の4種類...

キーワード：ガラス転移/分子構造/共重合体/分子運動/グラフト共重合体/スチレン/フィルム/ブロック共重合体/ポリスチレン/機能性高分子/共重合/高分子/高分子化学/高分子合成/反応場/ソフトマテリアル/樹脂/シロキサン/金属有機構造体/エネルギー移動/熱安定性/ナノサイズ/ナノメートル/プラスチック/ポリマー/金属イオン/高分子材料/ポリジメチルシロキサン/機能性/配位子/分子設計

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発表日：2026年6月8日

直径1ナノメートルの半導体ナノチューブを合成

――原子レベルで制御された次世代トランジスタのチャネル材料――

東京大学大学院新領域創成科学研究科の中西勇介准教授らの研究チームは、ナノメートル（10億分の1メートル）サイズの細い空間（ナノ空間）を利用し、直径およそ1 nmの極めて細い二硫化モリブデン（MoS2、注1）の半導体ナノチューブの合成に成功しました。電子顕微鏡観察や分光分析により、原子レベルで整った構造と、直径に応じて電子構造（バンドギャップ）が変化することを実証しました。半導体デバイスの微細化が進む中、極細の半導体材料の開発が求められています。特にMoS2ナノチューブは、ゲート電極で全周を囲むGate-all-around（GAA）型トラン...

キーワード：低消費電力化/セレン/カイラリティ/テクトニクス/異方性/太陽/超原子/モリブデン/反応場/カルコゲナイド/原子分解能/電子エネルギー損失分光/タングステン/遷移金属/前駆体/テンプレート/トランジスタ/バンドギャップ/絶縁体/選択性/遷移金属ダイカルコゲナイド/層状物質/電子デバイス/二硫化モリブデン/半導体デバイス/半導体材料/微細化/ボトムアップ/無機材料/TMD/原子配列/水素発生/太陽電池/電子構造/電池/カーボン/光学特性/カーボンナノチューブ/シリコン/ナノスケール/ナノメートル/ナノ空間/結晶成長/光学計測/構造制御/炭素材料/低消費電力/電子顕微鏡/電子顕微鏡観察/統計解析/熱処理/半導体/分解能/分光分析/量子効果/ナノチューブ/ホウ素/マッピング/層構造

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総合生物農学

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発表日：2026年6月1日

単分子の厚みしかない超極薄ポリマー膜形成反応の開発

―電極・分子間の強い相互作用による自己停止型重合反応―

東京大学大学院工学系研究科の伊藤喜光准教授、横山裕大大学院生らの研究グループは、科学技術振興機構の小林柚子さきがけ専任研究者（兼：理化学研究所特別研究員）、理化学研究所の横田泰之専任研究員、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との共同研究で、厚みが単分子程度の超極薄のポリマー薄膜を合成する新しい手法を見いだしました。固体表面においては、意図せず勝手に進行する重合反応が古くから知られています。これは、例えば電池の性能に重要な影響を及ぼすことが知られているものの実態が明確ではない薄膜（SEI（solid electrolyte interphase）被膜）の形...

キーワード：海洋/強い相互作用/非平衡/チオフェン/フィルム/高分子/電解重合/反応場/ナノプローブ/原子層/電子輸送/固体表面/電気化学反応/蓄電池/材料設計/電池/グラフェン/コーティング/ポリマー/金属イオン/高分子材料/電気化学/プローブ/合成化学/重合反応

他の関係分野：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5月22日

水分子を「センサー」とした高感度非接触電界計測手法を実証

――赤外活性を活用し、分子密度未知の環境への適用を可能に――

東京大学大学院新領域創成科学研究科の弘法堂莉彩大学院生、伊藤剛仁准教授らによる研究グループは、水分子そのものを電界の「センサー」として利用し、空間の電界強度を高感度かつ非接触で測定する手法を開発しました。本研究では、可視光検出型電界誘起コヒーレントアンチストークスラマン散乱（E-CARSv、注1）を用いることで、水蒸気雰囲気（40 kPa）において従来手法をしのぐ高い感度（検出下限5.6 V/mm）での電界計測に成功しました（図1）。本手法は、水分子の持つ赤外活性を活用することで、原理的に分子密度の既知・未知に依存せず電界を計測できるという画期的な特性を有しています。...

キーワード：最適化/コヒーレント/ラマン散乱/水分子/非線形/水蒸気/プラズマプロセス/赤外線/アンモニア/反応場/ラマン/中赤外/アンモニア合成/可視光/高調波/第二高調波発生/非線形光学/非線形光学効果/分子振動/持続可能/センサー/レーザー/レーザー計測/水素製造/非接触/FISH/プローブ/分子変換

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発表日：2026年1月16日

高分子溶液が分かれると、イオンも分かれる新原理を発見

──反発するはずの生体分子が「同じ相に集まる」仕組みを解明──

　東京大学大学院総合文化研究科広域科学専攻の柳澤実穂　准教授（附属先進科学研究機構／生物普遍性連携研究機構／大学院理学系研究科准教授）、作田浩輝　特任助教（生物普遍性連携研究機構　特任助教）、ならびに教養学部の赤嶺柚希学部学生からなる研究グループは、高分子混合溶液が分離すると、共存するイオンも相に偏って分配・濃縮されるという新しい物理化学原理を明らかにしました。　2種類の高分子を混合した水溶液は、濃度や温度などの条件に応じて液‐液相分離を起こし、たとえばポリエチレングリコール（PEG）に富む溶液中に、デキストラン（Dex）に富む液滴が形成されます。本研究で...

キーワード：水溶液/普遍性/エントロピー/相分離/高分子/高分子ゲル/反応場/物理化学/分子集合体/機能分化/ポリエチレン/選択性/材料設計/機能性材料/光プローブ/高分子材料/ポリエチレングリコール(PEG)/エチレン/機能性/RNA/カチオン/プローブ/蛍光プローブ/生体分子/分子集合

他の関係分野：数物系科学化学生物学工学総合生物農学

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発表日：2026年1月5日

フラスコからパイプへ：化学合成の常識を覆す
農薬の革新的連続生産プロセスを開発

ー「不可能」とされた化学変換を実現、持続可能な農業とものづくりにー

東京大学総括プロジェクト機構の小林修特任教授と、同大学大学院理学系研究科の石谷暖郎特任教授らの研究グループは、世界的に需要が高い殺菌剤「テトラコナゾール」の原料を、従来の「混ぜて作る（バッチ法）」ではなく「流して作る（フロー法）」で高効率に合成することに成功しまし...

キーワード：磁気共鳴/速度論/反応ダイナミクス/均一系触媒/触媒反応/反応場/グリーンケミストリー/前駆体/不均一系触媒/選択性/エネルギー効率/持続可能/反応速度/ダイナミクス/新エネルギー/廃棄物/反応速度論/微粒子/機能性/反応時間/化学選択性/核磁気共鳴

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発表日：2025年9月25日

高い光学異方性を備えた極細幅の無機ナノリボンを実現

――絶縁性のナノ空間を反応場とした精密合成――

東京大学大学院新領域創成科学研究科の中西勇介准教授、東京都立大学大学院理学研究科の田中拓実大学院生（研究当時）、古澤慎平大学院生（研究当時）、遠藤尚彦大学院生、名古屋大学大学院理学研究科の相崎元希大学院生（研究当時）、産業技術総合研究所材料・化学領域材料基盤研究部門の佐藤雄太研究グループ長、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、物質・材料研究機構ナノアーキテクトニクス材料研究センターの宮田耕充グループリーダーらの研究チームは、絶縁体かつ熱的・化学的に安定な窒化ホウ素（BN）ナノチューブを反応場として利用し、数ナノメートル（10億分の1メートル）幅の二硫化モリブデン...

キーワード：セレン/ラマン散乱/光検出器/対称性/二次元物質/テクトニクス/ラマンスペクトル/異方性/輸送特性/スペクトル/検出器/ディスプレイ/モリブデン/液晶/反応場/カルコゲナイド/ナノ物質/ラマン/電子線/材料科学/タングステン/気相反応/固体表面/遷移金属/テンプレート/トランジスタ/リソグラフィー/可視光/絶縁体/遷移金属ダイカルコゲナイド/層状物質/電子デバイス/二硫化モリブデン/TMD/構造モデル/ナノシート/ナノワイヤ/原子配列/電子構造/カーボン/CVD/カーボンナノチューブ/グラフェン/シリコン/センサー/ナノスケール/ナノメートル/ナノ空間/ナノ材料/ひずみ/結晶方位/構造制御/電子顕微鏡/熱処理/半導体/ナノチューブ/ホウ素/層構造/ラマン分光

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発表日：2025年7月4日

省資源・環境低負荷：超軽量だが強靭な人工ヘチマスポンジ

―水に電圧をかけると生じる電荷の偏りを利用する一段階グリーン合成―

東京大学大学院工学系研究科の伊藤喜光准教授と同大学国際高等研究所東京カレッジの相田卓三卓越教授（理化学研究所創発物性科学研究センター　グループディレクターを兼任）らの研究チームは、過去最高の力学強度を有する超軽量多孔質架橋超薄膜の開発に成功しました。これは、「多孔質超軽量ポリマーは力学強度が小さい」というこれまでの常識を覆すものです。開発した超薄膜は、市販の安価な原料を水に溶かし、その水溶液に電圧を2分間印加するだけで、厚さ70 nmの欠陥のない大面積自立超薄膜が得られます。この超薄膜は天然のヘチマスポンジに似た架橋構造を有し、水溶液のpHに応答して物質透過のon/offを自動的に切り替え可...

キーワード：水溶液/非平衡/物質科学/イオン化/超薄膜/反応場/材料科学/樹脂/省資源/キャパシタ/ポリエチレン/電気二重層/ホルムアルデヒド/持続可能/膜分離/ヤング率/分離膜/プラスチック/ポリマー/環境問題/多孔質/電気化学/導電性/廃棄物/機能材料/エチレン/リグニン/アルデヒド/合成化学/重合反応/ウイルス

他の関係分野：数物系科学化学工学農学

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発表日：2025年6月25日

極小の「分子フラスコ」で高分子を合成

――機能性高分子の精密合成に期待――

東京大学大学院工学系研究科の郭香源大学院生、同大学生産技術研究所の張典特任助教、吉江尚子教授、中川慎太郎講師の研究グループは、内部で重合反応による高分子合成が可能なナノスケールの反応容器＝「分子フラスコ」を開発しました。本研究の特徴は、ボトルブラシのような形をした高分子であるボトルブラシ高分子の「芯」の周りの空間を、外部から孤立した反応場として用いる点です。これまでにも重合反応を行うことができる分子フラスコはありましたが、多様な重合反応を三次元的に閉じ込めることができる汎用性の高い手法はありませんでした。今回、ボトルブラシ高分子の芯の間に強い見かけ上の反発力...

キーワード：閉じ込め/芳香族/チオフェン/機能性高分子/高分子/高分子合成/反応機構/反応場/芳香族化合物/有機エレクトロニクス/ポリアセチレン/有機分子/ポリチオフェン/共役系高分子/生産技術/アセチレン/金属触媒/電子デバイス/発光材料/光照射/ナノサイズ/ナノスケール/機能性材料/水素化/導電性/分子デザイン/機能性/炭化水素/重合反応/誘導体

他の関係分野：数物系科学化学総合理工工学総合生物農学

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発表日：2025年5月24日

窒素ガスと水からの触媒的アンモニア合成反応を可視光エネルギーにより駆動することに成功！

―常温常圧の反応条件下でのグリーンアンモニア合成法のさきがけ―

東京大学大学院工学系研究科の西林仁昭教授らによる研究グループは、アンモニア合成触媒であるモリブデン錯体と光誘起電子移動触媒であるイリジウム錯体の2種類の分子触媒、及び還元剤としてトリフェニルホスフィン（Ph3P）等の有機リン化合物を用いることで、太陽光の主成分である可視光照射下、常温常圧の「窒素ガス（N2）」と「水（H2O）」から「アンモニア（NH3）」（注4）を光触媒的に合成することに成功した。アンモニアは、肥料や化成品等、多様な産業活動を支える原料として広く利用されてきた。更に近...

キーワード：光エネルギー/再生可能エネルギー/高エネルギー/水分子/高温高圧/太陽/光触媒反応/励起状態/イリジウム錯体/アンモニア/ピリジン/ホスフィン/モリブデン/金属錯体/光化学/光反応/触媒反応/窒素固定/鉄触媒/電子移動/反応機構/反応場/太陽光/遷移金属錯体/分子触媒/イリジウム/遷移金属/アンモニア合成/キャリア/可視光/カーボンニュートラル/持続可能/光照射/光触媒/カーボン/環境負荷/金属イオン/酸化還元/二酸化炭素/二酸化炭素/廃棄物/プロトン/レドックス/水素ガス/原子効率/光増感剤/光誘起電子移動/増感剤/電子移動反応/配位子/分子設計/分子変換/誘導体

他の関係分野：環境学数物系科学化学総合理工工学

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発表日：2025年3月21日

ゲノムの「暴れ者」トランスポゾンを押さえ込むしなやかな戦略

――piRNAの増幅経路が持つもう一つの役割――

発表のポイント◆トランスポゾンを抑制するpiRNAの配列パターンは完全に決まったものではなく、確率的に変動しうることを発見しました。◆piRNAの配列パターンは、再生産するpiRNA同士の競争によって自動的に最適化されることを発見しました。◆トランスポゾン制御メカニズムの理解を深め、遺伝子工学や生物医学分野への応用につながる可能性があります。...

キーワード：最適化/情報学/産学連携/ゲノムDNA/反応場/piRNA/生殖/センサー/ゲノムの安定性/トランスポゾン/カイコ/共生細菌/再生産/集団遺伝学/生殖細胞/遺伝子工学/ゆらぎ/ゲノム編集/RNA/ショウジョウバエ/マウス/培養細胞/ゲノム/遺伝学/遺伝子/細菌

他の関係分野：情報学複合領域化学生物学工学総合生物農学

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発表日：2025年3月5日

植物に学ぶ触媒デザインで酸素発生触媒の高性能化に成功

－人工光合成の実現に向けた金属錯体ポリマー材料の開発－

東京科学大学（Science Tokyo）理学院化学系の近藤美欧教授と小杉健斗助教、大阪大学大学院工学研究科大学院生の松﨑拓実さん（博士前期課程・当時）と正岡重行教授らの共同研究チームは、東京大学物性研究所の木内久雄助教と原田慈久教授、産業技術総合研究所の研究チームと共同で、植物をヒントに、（1）身の回りに豊富に存在する鉄イオンを持ち、（2）水溶液中で駆動可能で、（3）高い耐久性と反応速度を示す酸素発生触媒を得ることに初めて成功しました。エネルギー・環境問題を背景に、人工光合成（用語1）技術の開発に期待が集まっています。特に、...

キーワード：産学連携/光エネルギー/X線吸収分光/高エネルギー/水分子/水溶液/加速器/軟X線/放射光/太陽/多核金属錯体/鉄錯体/アンモニア/金属錯体/錯体触媒/触媒反応/反応場/光合成/太陽光/正極材料/赤外吸収分光/二酸化炭素還元/有機分子/マンガン/酸素発生反応/酸素分子/電気化学反応/キャリア/人工光合成/選択性/ボトルネック/還元反応/反応速度/局所構造/原子配列/電子状態/電池/インピーダンス/ポリマー/環境問題/金属イオン/耐久性/電荷移動/電気化学/二酸化炭素/二次電池/カルシウムイオン/メタノール/寿命/反応時間/アミノ酸/カルシウム/酸化反応/電気化学測定/配位子

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総合生物農学

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発表日：2025年1月4日

人工細胞内に細胞核を模倣した区画構造を構築

―生命システムの理解と応用に新たな可能性―

ポリマーの液-液相分離を利用して、人工細胞内に「細胞核」に相当する区画構造を構築することに成功。◆ 人工細胞の「細胞核」でのmRNA合成（転写）と人工細胞の「細胞質」でのタンパク質合成を空間的に分離することに成功。◆ 生命システムの理解や、効率的なタンパク質合成および物質生産への応用が期待される。人工的な細胞核の内部での転写と、外部（細胞質）でのタンパク質合成を別...

キーワード：視認性/トラスト/情報学/システム開発/DNA結合/産学連携/水溶液/生命の起源/相分離/天然変性タンパク質/反応場/タンパク質合成/DNA結合タンパク質/遺伝情報/光合成/ポリエチレン/人工光合成/ボトムアップ/3次元構造/ポリマー/長鎖DNA/たんぱく/物質生産/人工細胞/超並列/エチレン/アミノ酸配列/蛍光タンパク質/mRNA/RNA/アミノ酸/スクリーニング/プローブ/ミトコンドリア/遺伝子発現制御/医薬品開発/蛍光色素/合成生物学/細胞核/生体分子/発現制御/遺伝子/遺伝子発現

他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学生物学工学総合生物農学