東京大学研究Discovery Saga

理化学研究所（理研）創発物性科学研究センター強相関界面研究グループの三木孝馬研修生（研究当時、現東京大学大学院工学系研究科大学院生）、中村優男上級研究員（研究当時、現客員研究員、東北大学大学院理学研究科教授）、川﨑雅司グループディレクター（東京大学大学院工学系研究科教授）、創発光物性研究グループの小川直毅グループディレクター、強相関物性研究グループの十倉好紀グループディレクター（東京大学卓越教授／東京大学国際高等研究所東京カレッジ）、最先端研究プラットフォーム連携（TRIP）事業本部強相関材料環境デバイス研究チームの岡本敏チームディレクター（住友化学株式会社コーポレート研究業務部研究企画統括...

キーワード：最適化/幾何学/光検出器/光物性/準粒子/対称性/非線形/誘電性/ハロゲン/スペクトル/テラヘルツ/検出器/太陽/環境調和/波動関数/アニオン/太陽光/p-n接合/ペロブスカイト太陽電池/強相関/強誘電性/空間反転対称性/光起電力/光電流/超高真空/キャリア/バンドギャップ/ペロブスカイト/可視光/光吸収/非線形光学/誘電体/光照射/エピタキシー/エピタキシャル/エピタキシャル薄膜/ゲルマニウム/チタン/ドメイン構造/強誘電体/光電変換/太陽電池/単結晶/電子状態/電池/有機結晶/セシウム/環境負荷/結晶方位/光学素子/積層構造/第一原理/第一原理計算/半導体/量子力学/励起子/カルス/結晶構造/キメラ/結晶性/層構造/カルシウム/ヨウ素/ラット

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発表日：2026年6月11日

光で草姿をデザインし、光合成を促進する

――レーザーダイオードが切り拓く次世代植物工場の精密光制御――

　東京大学大学院農学生命科学研究科の矢守航准教授らの研究グループは、スタンレー電気株式会社との共同研究により、植物工場で用いられる人工光について、「光の色(波長)」だけでなく、「光の波長域1)」が植物の光合成や成長を大きく左右することを明らかにしました。　これまで植物栽培用の人工光としては発光ダイオード(以下、LED)2)が主流でしたが、LEDは比較的広い波長域(約50 nm)で発光します。一方、レーザーダイオード(以下、LD)3)は極めて狭い波長域(数nm以下)で光を出すことができます。本研究グループが以前報告した「赤色LDがLEDより高い光合成促進効果を示す(...

キーワード：最適化/光エネルギー/人口増加/異常気象/気候変動/広帯域/スペクトル/太陽/光化学/クロロフィル/光応答/光化学系I/光化学系II/光合成/光受容/光受容体/青色光/電子伝達/光環境/太陽光/エネルギー利用/省エネ/LED/発光ダイオード（LED）/レーザー/省エネルギー/生産性/半導体/半導体レーザー/シロイヌナズナ/トマト/環境ストレス/アントシアニン/植物工場/水利用/SPECT/タバコ/光制御/寿命/ストレス応答/形態形成/受容体/立体構造/ストレス/老化

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発表日：2026年6月3日

未来の高CO₂環境で「光のゆらぎ」に負けないイネへ

――Rubisco activaseによる光合成と成長の強化戦略――

　東京大学大学院農学生命科学研究科の矢守航准教授らの研究グループは、神戸大学大学院農学研究科の深山浩教授との共同研究により、光合成酵素Rubiscoを活性化するタンパク質「Rubisco activase」を増加させたイネを用いて、将来の高CO₂環境下における変動光環境への光合成応答を解析しました。　自然環境では、植物は雲の移動や葉の揺れ、周囲の葉による遮蔽などによって、秒〜分単位で絶えず変化する光環境にさらされています。このような「変動光環境」では、光が急に強くなっても、最大速度で光合成を行えるようになるまでの「光合成誘導」(...

キーワード：プロファイル/人口増加/気候変動/太陽/光化学/クロロフィル/光化学系I/光化学系II/光合成/光阻害/電子伝達/変動光/光環境/太陽光/高温環境/生産性/二酸化炭素/CO2固定/SEM/クロロフィル蛍光/高CO2/水田/イネ/CO2濃度/水利用/ゆらぎ/将来予測/ATP/ゲノム/ストレス

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発表日：2026年6月2日

次世代家庭用エネルギーマネジメントシステムの新たな回路方式と制御の高速化を提案

――電力と空調を最適化し、再生可能エネルギーを無駄なく、安定的に活用する実証試験を開始――

東京大学大学院新領域創成科学研究科の藤本博志教授、藤田稔之客員連携研究員（研究当時：特任准教授）、ヴァイラービョルンペレ特任助教、ダイキン工業株式会社テクノロジー・イノベーションセンター山際昭雄技師長らによる「EV協調型サーマルシステム工学社会連携講座」は、複数の機器を効率的に連携制御する家庭エネルギーシステム「Power & Air Conditioning as a Service（以下、PACaaS）」において、窒化ガリウム（GaN）を用いた新たな回路方式を提案し、コンバータ間の相互干渉を防ぐ制御技術が高速動作時にも安定して機能することを明らかにしました。...

キーワード：MIMO/最適化/マネジメントシステム/情報通信/再生可能エネルギー/高周波/太陽/エネルギーシステム/太陽光/エネルギー利用/GaN/ヒートポンプ/高電圧/蓄電池/窒化ガリウム/電力変換/半導体デバイス/半導体材料/カーボンニュートラル/持続可能/省エネ/マネジメント/高温環境/太陽光発電/環境負荷低減/太陽電池/電池/カーボン/SiC/インバータ/システム工学/シリコン/プラスマ/環境負荷/軽量化/高効率化/自動車/周波数/省エネルギー/制御理論/電気自動車/半導体/ゼロエミッション/カップリング/クロスカップリング

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発表日：2026年5月25日

耐圧kV級GaN光伝導型スイッチの動作実証に成功

―再生可能エネルギーにおける電力変換用途に期待―

東京大学大学院工学系研究科電気系工学専攻の前田拓也講師らの研究グループ、三菱ケミカル株式会社は、耐圧kV級のGaNの光伝導型スイッチ（PCSS）の動作実証に成功しました。本研究では、Mn添加された半絶縁性GaNバルク基板に対し、Siイオン注入により局所的にn型領域を形成し、その上にオーミック電極を形成した構造を用いました。紫外光を照射することで大きな光電流が得られ、その光電流の輸送メカニズムを明らかにしました。同時に作製したFe/C共添加された半絶縁性GaN基板上のPCSSと比較して約40倍大きい光電流が得られており、Mnを用いる有用性を示した点に新規性があります。また、...

キーワード：効果測定/システムデザイン/再生可能エネルギー/低炭素社会/パルス/光伝導/電子散乱/非線形/ノイズ/高周波/太陽/電子移動/太陽光/ワイドギャップ半導体/光電流/マンガン/EMI/GaN/キャリア/トランジスタ/パルスパワー/レンズ/光吸収/高電圧/窒化ガリウム/窒化物半導体/電力変換/半導体デバイス/持続可能/省エネ/低炭素/光照射/窒化物/アルミニウム/イオン注入/パワーエレクトロニクス/移動度/高効率化/省エネルギー/新エネルギー/制御システム/窒化アルミニウム/二酸化炭素/熱処理/半導体/微細加工/風力発電/表面構造

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発表日：2026年5月12日

金星の雲の長大な不連続線はなぜ生じるのか

――探査機あかつきの新発見を数値シミュレーションで解明――

東京大学大学院新領域創成科学研究科の今村剛教授らによる研究グループは、金星の雲の長大な不連続線（南北に連なる境界構造）が、大気の流れが急激に変化して上昇気流が生じる現象「ハイドロリック・ジャンプ」によって生じることを明らかにしました。探査機あかつきの調査によって南北約6000kmにわたる雲の不連続線が発見されましたが、その成因は謎とされてきました。この雲構造は背景の風よりも速く西向きに伝播し、後方で雲量が急増するという通常の雲の動きとは異なる特徴があります。本研究では数値シミュレーションを用いて、惑星スケールの大気波動が作り出す大気の流れが不安定となり、その結果として...

キーワード：非平衡/雲物理/気象学/金星大気/大気循環/大気大循環/大気波動/宇宙科学/近赤外/近赤外線/金星/数値シミュレーション/赤外線/太陽/太陽系/惑星/光化学/太陽光/赤外線カメラ/シミュレーション/数値モデル

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発表日：2026年4月21日

オールペロブスカイト2接合太陽電池で変換効率30.2％達成

―順構造ワイドギャップセルと逆構造ナローギャップセルの組合せで実現―

　東京大学先端科学技術研究センター瀬川浩司シニアリサーチフェロー、内田聡特任教授、張維娜特任研究員、伊藤蛍大学院生（研究当時）らの研究グループは、オールペロブスカイト2接合太陽電池で変換効率30.2％を達成しました。本研究では、高効率の順構造ワイドギャップペロブスカイト太陽電池と高効率の逆構造ナローギャップペロブスカイト太陽電池を組み合わせたスペクトル分割型2接合4端子太陽電池を用いています。特に、順構造ペロブスカ...

キーワード：光エネルギー/スペクトル/太陽/光エネルギー変換/太陽光/ペロブスカイト太陽電池/電子輸送/バンドギャップ/フレキシブル/ペロブスカイト/光吸収/太陽光発電/太陽電池/電池/システム工学/ナノ粒子/航空機/高効率化/エネルギー変換/結晶性/SPECT

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発表日：2026年3月9日

原子の振動を使った高効率なテラヘルツ光検出に成功

―フォノンによる巨大な光起電力効果の観測、高効率デバイス開発に道―

東京大学大学院工学系研究科の岡村嘉大助教（研究当時）、高橋陽太郎准教授と、理化学研究所創発物性科学研究センターの十倉好紀グループディレクターらによる研究グループは、強誘電体SbSI（ヨウ化硫化アンチモン）において、フォノン（格子振動、注2）起源のテラヘルツ領域における巨大な光起電力効果（注4）を実現しました。同研究グループはフォノンやマグノン（注5）に起因するテラヘルツ光起電力効果の研究を進めてきましたが、本研究ではテラヘルツ光の周波数に依存した電流への変換効率を初めて定量的に明らかにしました。その結果、SbSIのテラヘルツ領域の変換効率が、可視光や近赤外領域を含めた既知の光...

キーワード：通信方式/情報通信/光エネルギー/計算量/テラヘルツ光/トポロジー/パルス/マグノン/幾何学/光物性/テラヘルツ/近赤外/検出器/太陽/波動関数/太陽光/アンチモン/トポロジカル/強相関/光起電力/光電流/磁性体/定量評価/光機能/電子励起/テラヘルツ波/フォトニクス/フォノン/可視光/光デバイス/周波数特性/赤外光/誘電体/光照射/太陽光発電/チタン/チタン酸バリウム/強誘電体/原子配列/光電変換/磁性材料/単結晶/電子状態/スピン/スピントロニクス/センシング/周波数/第一原理/第一原理計算/電磁波/電磁誘導/量子力学/結晶構造/ラット/近赤外光

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発表日：2026年2月3日

火星で起きた「季節外れ」の水消失

――ロケットダストストームで水が宇宙へ失われる――

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

キーワード：ワークショップ/気候変動/水蒸気/中層大気/データ解析/衛星/太陽/惑星/赤外分光/太陽光/ロケット/水素原子/物質循環

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発表日：2025年11月18日

植物プランクトンがエルニーニョ現象を弱める？

東京大学大学院理学系研究科の東塚知己准教授、小池海人（研究当時：修士課程大学院生）、および海洋研究開発機構地球環境部門地球表層システム研究センターの笹井義一主任研究員による研究グループは、これまで定量化が困難であった植物プランクトンによるエルニーニョ現象...

キーワード：生物地球化学/海洋/地球温暖化/エルニーニョ/異常気象/海面水温/気候モデル/地球化学/数値シミュレーション/太陽/惑星/惑星科学/光合成/太陽光/地球環境/シミュレーション/栄養塩/海洋環境/生態系モデル/二酸化炭素/生態系/プランクトン/温暖化/海洋生態/海洋生態系/植物プランクトン

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発表日：2025年10月22日

家庭用エネルギーマネジメントシステムの安定性と応答速度を大幅に向上

――コンバータの相互干渉を防ぐ新技術を開発――

東京大学大学院新領域創成科学研究科の藤本博志教授、藤田稔之特任講師、同大学大学院工学系研究科の前匡鴻助教とダイキン工業株式会社の研究チームは、家庭用エネルギーマネジメントシステム（HEMS、注1）における複数のDC-DCコンバータの制御に革新をもたらす新技術「ダイナミック電流デカップリング制御」を開発しました。この技術により、太陽光発電や空調／給湯機、蓄電池、電気自動車（EV）充電器などが接続された家庭内の電力変換システムの安定性と応答性が飛躍的に向上します。従来の制御方式では、複数のコンバータが同一のDCリンクネットワークに接続されることで、相互干渉が発生し、電圧の不安定...

キーワード：MIMO/スマートグリッド/マネジメントシステム/再生可能エネルギー/安定性解析/高周波/太陽/エネルギーシステム/太陽光/GaN/蓄電池/電子回路/電力変換/カーボンニュートラル/持続可能/分散型電源/マネジメント/太陽光発電/太陽電池/電池/カーボン/インバータ/インピーダンス/シミュレーション/環境負荷/自動車/周波数/制御システム/制御理論/電気機器/電気自動車/電力系統/非接触/カップリング/クロスカップリング

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発表日：2025年10月16日

世界初の紫外光応答イオンチャネルを発見

―光遺伝学への応用に期待―

東京大学物性研究所の寳本俊輝特任研究員（研究当時）、永田崇助教、髙橋大翔大学院生、井上圭一准教授らによる研究グループは、原生生物の一種であり、動物や菌類に近縁で、真核生物の進化の理解に重要とされるアプソモナド類から、紫外光に応答する新しいタイプのイオンチャネルタンパク質である「アプソモナドロドプシン」を発見しました。本研究では、最近報告されたアプソモナド類のゲノム情報に着目し、光応答型の膜タンパク質である...

キーワード：アンテナ/インターフェース/データ駆動/インテリジェンス/人工知能（AI）/光エネルギー/海洋/強磁場/時間分解/超強磁場/分光学/スペクトル/磁場/太陽/レチナール/吸収スペクトル/光応答性/光化学/アーキア/光応答/光受容/光受容タンパク質/光受容体/青色光/太陽光/ラマン/光電流/可視光/光吸収/選択性/光照射/構造モデル/紫外線/イオン輸送/カリウム/センサー/ナノメートル/マルチスケール/光センサー/人工細胞/オプトジェネティクス/古細菌/哺乳類/リン酸/海洋細菌/植物ホルモン/タンパク質工学/共生細菌/原生生物/褐虫藻/微生物/チャネルロドプシン/ビタミン/ゲノム情報/細胞膜/脳神経科学/アデノシン/ラマン分光/酵素反応/神経ネットワーク/ホルモン/生理機能/光遺伝学/光操作/ATP/アミノ酸/イオンチャネル/カチオン/トランスクリプトーム/ビタミンA/ロドプシン/再生医療/細胞核/受容体/神経科学

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発表日：2025年9月14日

同期状態によらず振動子のネットワーク推定が可能に

――データを捨てて精度を向上――

東京大学の松木彩星大学院生（研究当時、現：アブドゥス・サラム国際理論物理学センター博士研究員）、郡宏教授、小林亮太准教授らの研究グループは、脳や心臓の細胞などで見られる、一定のリズムで動く複数の要素（振動子、注1）が互いにどのようなつながりを持つかを推定する新手法を開発しました。生物の体内時計や心臓など、振動子の集団が相互作用を通じてリズムをそろえる「同期」現象はさまざまなところで観測されます。振動子間の相互作用の向きや強さを表すネットワークは、同期を生み出すために重要な役割を果たしています。そのため、それぞれの振動子を観測して得られたデータからネットワークを推定することは、同期...

キーワード：非同期/ソーシャルネットワークサービス（SNS）/ソーシャルメディア/ネットワーク解析/時系列モデル/集合行動/縮約理論/スペクトル/太陽/クロストーク/霊長類/太陽光/振動子/理論解析/発光ダイオード（LED）/ダイナミクス/モニタリング/振動現象/神経活動/行動解析/神経ネットワーク/老化細胞/心臓/体内時計/ファージ/膜電位/ワクチン/加齢/感染症/細菌/睡眠/生体リズム/腸内細菌/老化

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発表日：2025年9月7日

海洋細菌の新たな光エネルギー獲得戦略

―ロドプシンの集光アンテナと光サイクル加速色素の発見―

東京大学大学院新領域創成科学研究科の吉澤晋准教授、同大学物性研究所の井上圭一准教授、理化学研究所の白水美香子チームディレクターらによる研究グループは、海洋研究開発機構、変動海洋エコシステム高等研究所、生産開発科学研究所、東京農業大学と共同でロドプシンの新たな光利用効率化システムを報告しました。近年、植物などの光合成生物とは異なり、ロドプシンという光受容タンパク質を用いて光エネルギーを化学エネルギーに変換する微生物が数多く存在することが分かってきました。本研究グループは、海洋に最も多く存在するロドプシン（プロ...

キーワード：アンテナ/インターフェース/人工知能（AI）/先端技術/光エネルギー/海洋/バクテリア/地球観測/太陽/レチナール/シアノバクテリア/光合成/光受容/光受容タンパク質/環境適応/光環境/脊椎動物/太陽光/光センシング/塩化物イオン/イオン輸送/センシング/マルチスケール/海洋環境/結晶化/電子顕微鏡/分解能/人工細胞/カルス/古細菌/海洋細菌/タンパク質工学/海洋生物/生態系/海洋微生物/カロテノイド/プランクトン/海洋生態/海洋生態系/植物プランクトン/微生物/クライオ電子顕微鏡/ナトリウム/機能解析/高分解能/メタゲノム/脊椎/大腸/トランスクリプトーム/ラット/ロドプシン/構造変化/生体分子/創薬/大腸菌/膜タンパク質/立体構造/ウイルス/ゲノム/遺伝子/細菌

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発表日：2025年7月30日

世界初!LED植物工場で“甘くて栄養価の高いミニトマト”の安定生産に成功

――LED光と空間設計の最適化で、温室を凌ぐ甘さと栄養価を達成――

　東京大学大学院農学生命科学研究科の矢守航准教授らの研究グループは、一般的なミニトマト品種(CF千果;タキイ種苗株式会社)を用いて、人工光型植物工場(LED植物工場)における高品質栽培の手法として、従来型のI字栽培と新開発のS字多段式栽培を比較検証しました。I字栽培は茎を垂直に伸ばして1本のワイヤに誘引するシンプルな方式であり、S字栽培は茎を水平に曲げながらS字状に多段の棚に誘引し、各層の側面にLEDを設置する方法です(図1, 2)。　本研究では、LED植物工場におけるトマト栽培が、果実品質の面で温室栽培を大きく上回ることを明らかにしました(表1)。I字栽培・S字栽培ともに、糖度は...

キーワード：最適化/環境変動/気候変動/太陽/光化学/クロロフィル/光合成/電子伝達/太陽光/都市空間/発光ダイオード（LED）/リサイクル/地下空間/二酸化炭素/ビタミンC/トマト/環境制御/植物工場/都市農業/高温ストレス/ビタミン/環境要因/GABA/アミノ酸/グルタミン酸/ゲノム/ストレス

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発表日：2025年7月8日

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

ー多様なプラットフォームの観測データを活用した放出量推定ー

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

キーワード：スーパーコンピュータ/極域/極地/空間分布/航空機観測/地球科学/二酸化窒素/温室効果ガス/海洋/地球温暖化/温室効果/気候変動/大気化学/地球システム/衛星/衛星観測/数値シミュレーション/太陽/太陽光/地球環境/シナリオ/シミュレーション/シミュレーションモデル/メタン/モデリング/モニタリング/逆解析/航空機/人工衛星/地球温暖化対策/二酸化炭素/環境保全/水田/シベリア/温暖化/微生物/物質循環/大気汚染/ラジカル/ラット/感染症

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発表日：2025年7月1日

金星大気温度の長期変動の観測に成功

気象衛星ひまわり8・9号の宇宙望遠鏡的活用

東京大学大学院理学系研究科地球惑星科学専攻の西山学客員共同研究員を筆頭とし、同専攻の岩中達郎大学院生（研究当時）、同大学大学院新領域創成科学研究科複雑理工学専攻の今村剛教授、青木翔平講師、同大学大学院理学系研究科附属天文学教育研究センターの宇野慎介大学院生（研究当時）が参加する国際研究グループは、気象衛星ひまわり8・9号を活用して金星の雲頂温度の長期時間変動を明らかにしました。本研究では日本の気象衛星ひまわり8・9号が撮影した赤外画像に映り込んだ金星画像を用い、2015年7月から2025年2月までの期間の金星大気の雲頂温度を推定しました（図1）。金星大気で特に重要な役割を果たす熱潮...

キーワード：長期変動/ロスビー波/金星大気/大気循環/衛星/化学進化/金星/時間変動/重力波/数値計算/太陽/太陽系/天文学/望遠鏡/惑星/惑星科学/赤外分光/太陽光/コリオリ力/モニタリング/電磁波/分子システム/TEMPO/SPECT

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発表日：2025年6月27日

「横型トムソン効果」の観測に世界で初めて成功

ートムソン効果発見から170年　新原理により次世代熱マネジメント技術の創出へー

■従来の課題熱力学や電磁気学の開拓者の1人であるウィリアム・トムソンの名を冠するトムソン効果は、ゼーベック効果とペルチェ効果と並ぶ基本的な熱電効果の一つであり、金属や半導体に熱流と電流を同じ方向に流した際に吸熱または発熱が発生する現象です（図１a-c）。これらの現象は、熱流（または温度勾配）と電流が平行であるため"縦型"熱電効果と呼ばれます。一方、ネルンスト効果やエッチングスハウゼン効果と呼ばれる熱流と電流が直交した方向に変換される"横型"熱電効果が、シンプルな素子構造で動作する熱マネジメント原理として近年注目を集めています（図１d, e）。現在も世界中で縦型および横型熱電効果に...

キーワード：モノのインターネット（IoT）/ネルンスト効果/ビスマス/温度勾配/熱電効果/フーリエ解析/磁場/数値シミュレーション/赤外線/太陽/太陽光/アンチモン/エッチング/磁性体/温度分布/材料科学/環境発電/熱電素子/マネジメント/計測技術/熱力学/材料設計/赤外線カメラ/熱電変換/システム工学/シミュレーション/スピン/スピントロニクス/センサー/温度制御/周波数/集積回路/電磁波/半導体/機能性/サーモグラフィ

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発表日：2025年6月14日

カーボンコートモスアイ構造による超広帯域な完全吸収体

テラヘルツから深紫外までの領域で98%以上の吸収率を実現

東京大学大学院理学系研究科の小西邦昭准教授らと、University of Eastern Finland (フィンランド)、State Research Institute Center for Physical Sciences and Technology（リトアニア）による研究グループは、シリコンで作製したモスアイ構造に厚さ100 nmのカーボン薄膜をコートすることで、1〜1200 THzという極めて広い周波数領域において98%以上の吸収率を示す人工材料を...

キーワード：無線通信/フィンランド/最適化/パルス/ノイズ/広帯域/高周波/反射スペクトル/スペクトル/テラヘルツ/数値計算/赤外線/太陽/天文学/電波天文学/電波望遠鏡/望遠鏡/赤外分光/吸収スペクトル/太陽光/赤外分光法/パルスレーザー/可視光/光吸収/超短パルス/太陽光発電/光電変換/カーボン/光学特性/CVD/インピーダンス/コーティング/シミュレーション/シリコン/センシング/フーリエ変換/フェムト秒/フェムト秒レーザー/レーザー/レーザー加工/屈折率/周波数/電磁波/熱分解/超短パルスレーザー/エネルギー変換/カーボン材料

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発表日：2025年5月29日

ペンギンが暗い海で魚を捕まえる世界初の映像

東京大学大気海洋研究所の上坂怜生特任研究員、坂本健太郎准教授、佐藤克文教授、フランス国立科学研究センターシゼ生物学研究所のチャールズ・アンドレ・ボスト研究部長らからなる研究グループは、キングペンギンの背部に小型のビデオカメラを装着し、彼らが深度100m以上の暗い海の中で餌である魚を捕まえている様子の映像を撮影することに世界で初めて成功しました。映像を詳しく解析した結果、キングペンギンは魚の数メートル手前から狙いを定め、魚にほとんど気づかれることなく素早く捕まえる能力があることが明らかになりました。また、キングペンギンはこの方法によって次から次へと非常に高い成功率で魚を捕まえていました。...

キーワード：極域/極地/海洋/太陽/太陽光/発光ダイオード（LED）/センサー/哺乳類/ペンギン/アザラシ/イミン

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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

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発表日：2025年5月21日

「レーザーの光で育てる未来の野菜」

――赤色レーザーダイオードが拓く次世代植物工場の光戦略――

　東京大学大学院農学生命科学研究科の矢守航准教授らの研究グループは、赤色レーザーダイオード(以下、LD)を光源とすることで、植物の光合成と成長を飛躍的に促進できることを、世界で初めて明確に示しました(図1)。　これまでの植物栽培では、発光ダイオード(以下、LED)が人工光源として主流でしたが、LEDは広い波長帯域(半値幅: 20〜50 nm)で発光する一方、LDは波長帯が極めて狭く発光するという特性があります(半値幅: 1〜5 nm以下)。本研究では、LDの狭波長帯光を植物の主な光合成色素であるクロロフィルの吸収ピークに一致させることで、光合成における光エネルギー変換効率を最大化で...

キーワード：最適化/光エネルギー/人口増加/再生可能エネルギー/自然災害/異常気象/気候変動/スペクトル/国際宇宙ステーション/太陽/光エネルギー変換/光化学/クロロフィル/光化学系I/光化学系II/光合成/光阻害/植物生理学/太陽光/ファイバー/エネルギー効率/持続可能/LED/光照射/発光ダイオード（LED）/レーザー/光ファイバー/生産性/エネルギー変換/クロロフィル蛍光/シロイヌナズナ/トマト/植物工場/バイオマス/水利用/タバコ/ナトリウム/ゲノム/ストレス/生理学

他の関係分野：情報学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4月4日

水田農業と再生可能エネルギー生産の両立は可能か?

――“ソーラーシェアリング”が水稲の収量と品質に与える影響を解明――

東京大学大学院農学生命科学研究科の加藤教授らによる研究グループは、営農型太陽光発電が水稲生産に与える影響を、6年間にわたるフィールド実験によって明らかにしました。本研究が対象とした営農型太陽光発電では太陽光パネルが水田の27%を覆い、食糧と電力の同時生産を目指しました。実験の結果、水稲収量が平均で23%減少したものの、総収益は従来の稲作の5倍以上に達しました。しかし白未熟粒が増加して整粒歩合が低下する傾向が見られ、玄米中のタンパク含量やアミロース含量が高くなることも確認されました。研究結果は、営農型太陽光発電水田において収量低下を抑え、品質を安定させるための適切な栽培管理技術...

キーワード：産学連携/再生可能エネルギー/太陽/太陽光/持続可能/太陽光発電/資源循環/フィールド実験/微気象/水稲/水田/地域振興/農地/イネ/土地利用

他の関係分野：複合領域環境学数物系科学総合理工工学農学

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発表日：2025年3月11日

【共同発表】一次元らせん構造のペロブスカイト結晶で巨大な光起電力を実証

～三次元ペのロブスカイト10倍以上の電圧を発生する次世代光デバイスへ～（発表主体：早稲田大学）

◆キラル構造を持つ有機分子を利用し、ハロゲン化鉛ペロブスカイトの一次元構造にらせん性と極性を誘起◆らせん性と極性を有する一次元構造のペロブスカイト結晶において、巨大な光起電力を発現◆太陽光照射下で既存のペロブスカイト太陽電池の10倍以上の電圧を発生◆新しい太陽光発電デバイスや光センシングデバイス、スピントロニクスデバイスとしての応用が期待　早稲田大学理工学術院の石井あゆみ（いしいあゆみ）准教授、東京大学生産技術研究所の石井和之（いしいかずゆき）教授、筑波大学数理物質系の二瓶雅之（にへいまさゆき）教授らの共同研究グループは、ハロゲン化...

キーワード：モノのインターネット（IoT）/最適化/情報学/産学連携/再生可能エネルギー/スピン軌道相互作用/スピン偏極/軌道角運動量/空間反転対称性の破れ/原子核/光伝導/対称性/低次元/ハロゲン/異方性/太陽/キラル/らせん構造/太陽光/p-n接合/ナノ物質/ペロブスカイト太陽電池/円偏光/空間反転対称性/光起電力/光電流/物質設計/有機分子/生産技術/光機能/対称性の破れ/電子物性/アミン/センシングデバイス/バンドギャップ/ペロブスカイト/光センシング/光デバイス/光励起/高電圧/双極子/半導体デバイス/半導体材料/誘電体/省エネ/光照射/太陽光発電/強誘電体/原子配列/光電変換/材料設計/太陽電池/電子状態/電池/スピン/スピントロニクス/センサー/センシング/ナノスケール/結晶化/結晶成長/光センサー/構造制御/省エネルギー/耐久性/導電性/半導体/有機物/エネルギー変換/結晶構造/p21/光イメージング/ヨウ素

他の関係分野：情報学複合領域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：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7日

アタマをつかった紫外線対策

―メダカは脳下垂体で紫外線を感じ、身体を黒くして紫外線を防ぐ―

東京大学大気海洋研究所の神田真司准教授と、岡山大学学術研究院医歯薬学域の佐藤恵太助教らによる研究グループは、東京大学大学院理学系研究科、京都大学、神戸薬科大学と共同で、メダカの脳下垂体のホルモン産生細胞が体外からのUV光を受けて、黒色素胞刺激ホルモン（MSH）を放出し、体表でのメラニン産生を促進することでUV光に対する防御を強化することを明らかにしました。これまでも、眼以外の脳などの組織で光受容体遺伝子が発現していることは知られていましたが、本研究では、脳よりもさらに深い位置にある脳下垂体のホルモン産生細胞が機能的な光受容体を持...

キーワード：産学連携/海洋/太陽/生細胞/光応答/光受容/光受容体/脳下垂体/副腎皮質/オプシン/環境適応/光環境/脊椎動物/太陽光/チロシナーゼ/質量分析/蛍光観察/光照射/紫外線/センサー/フィードバック/光センサー/光刺激/Ca2+/視床/下垂体/視床下部/副腎/光制御/ホルモン/脊椎/イミン/プローブ/細胞・組織/受容体/内分泌/網膜/遺伝子/遺伝子発現

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