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研究キーワード：東京大学における「ポリマー」 に関係する研究一覧：23件
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発表日：2026年2月16日
1
装置不要！生物汚染をわずか15分かつ室温下で目視検出
──核酸アプタマー誘導型ハイブリダイゼーション連鎖反応を利用した機器不要なATPの迅速目視検出法の開発に成功──
東京大学大学院総合文化研究科の吉本敬太郎准教授らの研究グループと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の研究グループの共同研究により、微生物汚染や衛生状態の指標となるアデノシン三リン酸（ATP）を迅速かつ簡便に目視検出できる手法（図1）を開発しました。 本研究では、核酸アプタマー誘導型ハイブリダイゼーション連鎖反応の反応条件と金ナノ粒子（AuNP）による比色検出条件を体系的に解析・最適化することで、従来130分以上かかっていた測定時間を約15分に短縮し、専用機器を使わずに室温下で目視検出を可能にしました。本成果により、従来法に比べて大幅...
キーワード：最適化/影響評価/環境モニタリング/高エネルギー/局在表面プラズモン共鳴/金ナノ粒子/高分子/トレードオフ/表面プラズモン共鳴/プラズモン/電気泳動/表面プラズモン/反応速度/金属ナノ粒子/光学特性/ナノ粒子/ポリマー/モニタリング/長鎖DNA/リン酸/基質特異性/インキュベーション/微生物/RNAアプタマー/アデノシン/反応時間/評価法/ATP/RNA/エネルギー代謝/スクリーニング/ハイブリダイゼーション/ラット/ルシフェラーゼ/細菌
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総合生物農学
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発表日：2026年1月21日
2
温度差から電気を生み出す分子の設計に新たな指針
ー電解液中の水素結合の「強さ」と「乱雑さ」が相関することを証明ー
東京大学大学院理学系研究科の山田鉄兵教授と、周泓遥助教らの研究グループは、低温排熱や体温を利用した発電が可能になるとして近年注目されている熱化学電池 に用いられる酸化還元活物質について、温度差から生み出される電圧が大きくなる分子構造の特徴と、電解液に添加する溶媒が電圧に与える効果を明らかにしました（図...
キーワード：相補性/統計力学/量子化/エントロピー/分子構造/量子化学/量子化学計算/アニオン/キノン/酸化還元反応/活性種/電解液/還元反応/熱力学/材料設計/電池/熱電変換/ポリマー/酸化還元/電気化学/アルコール/リガンド/電気化学測定/分子設計
他の関係分野：数物系科学化学工学
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発表日：2025年11月23日
3
遺伝子スケールのクロマチンを設計し再構成する
－3次元DNA構造の構築原理に迫る、ゲノム物理の新基盤－
理化学研究所（理研）生命機能科学研究センター生体非平衡物理学理研白眉研究チーム（研究当時）の深井洋佑研究員（研究当時、現開拓研究所川口生体非平衡物理学研究室研究員）、川口喬吾理研白眉研究チームリーダー（研究当時、現開拓研究所川口生体非平衡物理学研究室主任研究員、東京大学大学院理学系研究科附属知の物理学研究センター准教授）、エピジェネティクス制御研究チーム（研究当時）の若森昌聡技師（研究当時）、梅原崇史チームリーダー（研究当時、現立命館大学薬学部教授）、東京大学定量生命科学研究所先端定量生命科学研究部門クロマチン構造機能研究分野の鯨井智也講師、胡桃坂仁志教授らの共同研究グループは、真核生物の持...
キーワード：コンパートメント/先端技術/非平衡/非平衡物理/非平衡物理学/輸送現象/一分子観察/遺伝情報/ACT/ヒストン/単一分子/ドメイン構造/3次元構造/カリウム/ダイナミクス/ナノメートル/ポリマー/原子間力顕微鏡/物理モデル/流体力/流体力学/Hi-C/ヌクレオソーム/遺伝子クラスター/カルス/ゲノム構造/タンパク質修飾/クロマチン構造/細胞運命/ゲノム情報/DNA修復/エピジェネティクス制御/クロマチン/遺伝子制御/染色体/免疫制御/ゆらぎ/エンハンサー/DNAメチル化/in vitro/アセチル化/がん細胞/ヒストン修飾/メチル化/ラット/蛍光色素/蛍光標識/構造変化/細胞核/自然免疫/生体分子/創薬/翻訳後修飾/立体構造/ゲノム/遺伝子/遺伝子発現/網羅的解析
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
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発表日：2025年11月13日
4
ミトコンドリア翻訳のダイナミクスを描く
－網羅的で高解像度な手法が切り開くエネルギー工場の新知見－
理化学研究所（理研）開拓研究所岩崎RNAシステム生化学研究室の岩崎信太郎主任研究員、脇川大誠リサーチアソシエイト、水戸麻理テクニカルスタッフⅠ、山城はるな特別研究員（研究当時）、戸室幸太郎大学院生リサーチ・アソシエイト、七野悠一上級研究員（研究当時、現筑波大学医学医療系教授）、東京大学大学院理学系研究科の濡木理教授、伊藤弓弦准教授、安藤佑真大学院生、同大学大学院工学系研究科の鈴木勉教授、長尾翌手可講師、東北大学加齢医学研究所の魏范研教授、谷春菜助教、熊本大学大学院生命科学研究部の富澤一仁教授、中條岳志准教授らの共同研究グループは、ミトコンドリア[1]内で行われるタンパク質合成（翻訳[2]）の...
キーワード：品質管理/複雑性/突然変異/トモグラフィー/ゲノムDNA/終止コドン/RNA修飾/タンパク質合成/リボソームタンパク質/細胞内小器官/浸透圧/翻訳開始/tRNA/オルガネラ/コドン/タンパク質複合体/リボソームRNA/遺伝情報/塩基配列/ミトコンドリアDNA/ダイナミクス/ポリマー/モーター/電子顕微鏡/分解能/P-body/リボソーム/カルス/細胞応答/RNAポリメラーゼ/rRNA/リン酸/ウシ/病原性/アミノ酸配列/クライオ電子顕微鏡/プロファイリング/プロモーター/細胞膜/翻訳制御/免疫沈降/免疫沈降法/RNase/アデノシン/細胞株/治療標的/点突然変異/mRNA/次世代シーケンサー/不均一性/ATP/in vitro/RNA/RNA分解/アミノ酸/エネルギー代謝/てんかん/マウス/ミトコンドリア/細胞周期/細胞接着/創薬/発現制御/ゲノム/遺伝子/加齢/抗体/細菌/脳卒中/網羅的解析
他の関係分野：複合領域環境学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：2025年10月5日
5
ゴムの鋭い亀裂は粘弾性から生じる
～ノーベル賞受賞者30年来の理論を証明～
ゴムが一瞬で壊れる「高速破壊」時に、なぜ亀裂先端が鋭くとがるのかは長年未解明だった。ノーベル物理学賞受賞者ド・ジェンヌ博士が提唱した「粘弾性トランペット理論」を連続体力学の基礎方程式から初めて導き、ゴムの基本的性質である粘弾性だけで鋭化が生じることを数学的に証明した。タイヤから医療材料まで、幅広いポリマー材料の破壊制御や耐久性向上の理論的基盤となることが期待される。JST 戦略的創造研究推進事業において、大阪大学 大学院基礎工学研究科の長滝谷 北斗 大学院生（博士後期課程）、小林 舜典 助教、垂水 竜一 教授とZEN大学 知能情報社会学部 作道 直幸 ...
キーワード：価値創造/医療機器/多様体/微分方程式/偏微分方程式/ソフトマター/トポロジー/厳密解/超伝導体/非線形/スケーリング/動的破壊/粘弾性緩和/磁場/数値計算/超伝導/液晶/高分子/高分子ゲル/浸透圧/磁性体/カテーテル/防振/安全・安心/持続可能/熱力学/連続体力学/環境負荷低減/材料設計/シミュレーション/ひずみ/プラスチック/ポリマー/マルチスケール/環境負荷/航空機/高分子材料/持続可能性/自動車/耐久性/長寿命化/動力学/粘弾性/破壊力学/廃棄物/非線形効果/ガラス状態/緩和時間/関節/人工関節/寿命
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農学
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発表日：2025年8月30日
6
二酸化炭素から作る新しいプラスチック：100%再生可能資源由来を達成
―カーボンネガティブな次世代プラスチックに向けて―
東京大学大学院工学系研究科化学生命工学専攻のマリウス ルッツ 客員研究員（研究当時）、フェリックス クラハト インターンシップ研修生（研究当時）、丸本康太 大学院生、野崎京子 教授らの研究チームは、二酸化炭素とイソプレン（炭素数5の共役ジエン）をパラジウム触媒でつなぎ合わせ、6員環δ-ラクトンを合成する効率的な手法を開発しました。二酸化炭素（COO）とイソプレン（I）からなるラクトン（L）の略称として、この物質はCOOILと命名されました。野崎教授らは、2014年に二酸化炭素とブタジエンからできるラクトン（EVPと略称）の重合体ポリ（EVP）合成を報告しましたが（関連情報参照...
キーワード：ガラス転移/ジエン/ブタジエン/ルイス酸/高分子/高分子合成/反応機構/選択性/カーボン/コーティング/プラスチック/ポリマー/メタン/リサイクル/高効率化/再生可能資源/二酸化炭素/二酸化炭素/ガラス状態/発酵/寿命/オリゴマー/オレフィン/パラジウム/パラジウム触媒/分子変換
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発表日：2025年8月30日
7
【研究成果】界面水の不均一性を原子レベルの分解能で解明
──高い構造情報量をもつ多孔性結晶を構造解析技術に応用──
東京大学大学院総合文化研究科の堀内新之介講師、東京大学物性研究所の原田慈久教授、東京理科大学理学部第一部化学科の大坪主弥准教授、高輝度光科学研究センターの池本夕佳主席研究員、北里大学未来工学部の渡辺豪教授、広島大学放射光科学研究所の高橋修特任教授、長崎大学大学院総合生産科学研究科の林幹大准教授および馬越啓介教授らの研究グループは、新しいタイプの多孔性結晶を創出し、その結晶に含まれる界面水が温度や界面からの距離に依存した動的挙動を示すことを明らかにしました。 生体分子や高分子材料の表面に存在する水分子は界面水と呼ばれ、さまざまな場面で重要な役割を担っています。そのため、界面...
キーワード：情報量/AI/機械学習/情報理論/環境変化/分析技術/コヒーレント/幾何学/水素結合ネットワーク/水分子/複雑系/分子動力学シミュレーション/輸送現象/SPring-8/エントロピー/速度論/軟X線/分光学/放射光/スペクトル/赤外線/水クラスター/分子構造/構造形成/赤外分光/多孔性結晶/らせん構造/高分子/分子集合体/結晶構造解析/静電相互作用/多孔性配位高分子/配位結合/配位高分子/分子素子/有機分子/赤外分光法/材料科学/エキシトン/結合状態/金属有機構造体/固体表面/ファンデルワールス力/赤外光/発光分光/有機材料/社会貢献/塩化物イオン/細孔構造/情報エントロピー/動的挙動/アモルファス/単結晶/電子状態/シミュレーション/ナノメートル/ポリマー/拡散係数/機能性材料/極低温/金属イオン/結晶化/高分子材料/水素原子/単結晶X線構造解析/動力学/分解能/分子動力学/X線構造解析/機能材料/機能性/結晶構造/構造決定/結晶性/酵素活性
他の関係分野：情報学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8月7日
8
生体のしくみにヒント！分子を自動で仕分けて並べてつなげる新技術
―ナノ空間を利用したマルチタスク型ポリマー合成法を開発―
東京大学大学院工学系研究科の植村卓史教授、細野暢彦准教授、Keat Beamsley大学院生らによる研究グループは、生体システムが持つ「分子の選別」や「反応の分業化」といった巧みなしくみにヒントを得て、異なる種類のモノマー分子を自動で仕分け、並べ、単独で重合させる新技術を開発しました。この技術は、金属有機構造体（Metal-Organic Framework: MOF）と呼ばれる物質が持つナノサイズの細孔を利用して開発されました。二種類の異なる細孔を持つMOFをデザインし、各細孔へモノマーを分離・選別してその場で重合させることで、異なるモノマーの混合物からで...
キーワード：タスク/化学物質/分子構造/多孔性結晶/スチレン/ポリスチレン/高分子/分子デバイス/有機分子/金属有機構造体/ナノチャネル/ポリエチレン/細孔構造/ナノサイズ/ナノ空間/プラスチック/ポリマー/金属イオン/生体システム/機能材料/エチレン/結晶性/重合反応/生体分子
他の関係分野：情報学環境学化学総合理工工学農学
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発表日：2025年7月27日
9
空気中酸素を酸化剤としたメタ二置換ベンゼンの一段階合成
―金ナノ粒子触媒が従来型選択性を打破し、環境にやさしい新合成を開拓―
東京大学大学院工学系研究科の谷田部孝文講師、山口和也教授、木村平蔵大学院生らによる研究グループは、金ナノ粒子を酸化セリウム（CeO2）担体上に分散担持した不均一系触媒を用いることで、第二級アミン類を求核剤とした脱水素芳香環形成反応（注4）を経るメタフェニレンジアミン類（注5）の選択合成に成功しました。脱水素芳香環形成及び2つの求核剤との反応を経るメタ二置換ベンゼンの一段階合成であり、空気中の酸素のみを酸化剤とする環境調和的な新合成手法です。本研究では、一般的に脱水素芳香環形成反応で用いられるパラジウム触媒や光レドックス触媒等とは異なる、担持金ナノ...
キーワード：プログラミング/化学物質/キセノン/環境調和/芳香環/芳香族/アンモニア/液晶/均一系触媒/金ナノ粒子/芳香族化合物/アミン/固体触媒/酸触媒/酸素分子/触媒作用/触媒設計/脱水素/不均一系触媒/選択性/デジタル化/ベンゼン/地球環境/金属ナノ粒子/ナノメートル/ナノ粒子/ポリマー/環境負荷/水素原子/配向性/機能性/炭化水素/レドックス/ケトン/パラジウム/パラジウム触媒/リプログラミング/酸化反応/分子変換/有機合成
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発表日：2025年7月4日
10
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26日
11
オメガ3脂肪酸などの迅速精密合成法の開発と新しい抗炎症性脂肪酸の発見
―ペプチドのように効率的・精密に多価不飽和脂肪酸を合成し、機能性脂肪酸を発見―
東京大学大学院工学系研究科の齋藤雄太朗助教、秋田真悠子大学院生（研究当時）、山東信介教授らの研究グループは、同大学大学院薬学系研究科の青木淳賢教授ら、医薬基盤・健康・栄養研究所ヘルス・メディカル微生物研究センターの國澤純センター長らとの共同研究によって、多価不飽和脂肪酸の完全固相合成法を開発し、開発した技術を用いて新しい抗炎症性脂肪酸を発見しました（図1）。ドコサヘキサエン酸（DHA）などのオメガ3脂肪酸に代表される多価不飽和脂肪酸は、さまざまな生命機能や疾患抑制効果をもち、注目されている生体分子群です。しかし、これまで多価不飽和脂肪酸を化学合成するには、高度な合成...
キーワード：データ駆動/自動合成/分析技術/分子構造/スチレン/ポリスチレン/固相合成/固相合成法/高分子/有機合成化学/ボトルネック/ポリマー/自動化/生体内/機能性/微生物/ドコサヘキサエン酸/ペプチド創薬/モデルマウス/アラキドン酸/オリゴマー/オレフィン/マウス/抗炎症/合成化学/脂肪酸/生体分子/創薬/代謝物/不飽和脂肪酸/有機合成/アレルギー/ワクチン/脂質/動物実験
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発表日：2025年6月25日
12
関所の守りを堅めて、がん転移を阻止
～センチネルリンパ節に核酸医薬を届けるナノマシンの開発 ～
を記した論文：C.-Y.-J. Lau*, H. Kinoh, X. Liu, J. Feng, F. Aulia, K. Taniwaki, N. Qiao, S. Ogura, M. Naito and K. Miyata*, J. Am. Chem. Soc., in presshttps://doi.org/10.1021/jacs.5c04234 公益財団法人川崎市産業振興...
キーワード：最適化/がん研究/創造性/地域経済/ポリペプチド/ブロックポリマー/ポリエチレン/生体適合性/地域産業/持続的発展/ナノ粒子/ポリマー/リサイクル/微細加工/ポリエチレングリコール(PEG)/エチレン/CD8/少子高齢化/免疫系/生体組織/アンチセンス/リンパ管/抗原提示/がん免疫/がん免疫療法/センチネルリンパ節/ナノマシン/ナノメディシン/マウスモデル/橋渡し研究/胸腺/抗腫瘍免疫/mRNA/ホルモン/リンパ球/新型コロナウイルス/分子標的/TGF-β/TGF-β1/医工連携/免疫療法/HER2/T細胞/アミノ酸/アンチセンス核酸/カチオン/がん細胞/がん治療/がん転移/マウス/核酸医薬/抗原/抗原提示細胞/腫瘍免疫/受容体/分子設計/免疫細胞/有機合成/臨床試験/ウイルス/がん患者/ワクチン/高齢化/脂質/手術/乳がん/分子標的薬
他の関係分野：情報学複合領域環境学化学工学総合生物農学
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発表日：2025年6月20日
13
超高容量かつ低コストの鉄系全固体フッ化物イオン二次電池正極材料の開発
京都大学大学院人間・環境学研究科 山本健太郎 特定准教授（現：奈良女子大学研究院工学系准教授）、内本喜晴 教授らの研究グループは、量子科学技術研究開発機構、東京大学、兵庫県立大学、東京科学大学、トヨタ自動車株式会社と共同で、リチウムイオン二次電池※1正極容量をはるかに超える全固体フッ化物イオン二次電池※2新規高容量インターカレーション...
キーワード：地球科学/分析技術/X線吸収分光/高エネルギー/高温超伝導体/素励起/多価イオン/超伝導体/銅酸化物/物質科学/SPring-8/X線回折/軟X線/非弾性/放射光/X線分光/スペクトル/超伝導/励起状態/アニオン/金属錯体/反応機構/光合成/正極材料/リチウムイオン二次電池/磁性体/電子励起/イオン伝導体/インターカレーション/酸素分子/遷移金属/電気化学反応/分子状酸素/キャリア/フレキシブル/ペロブスカイト/高温超伝導/人工光合成/選択性/蓄電池/軟X線分光/無機材料/体積変化/イオン伝導/電池/アルミニウム/コバルト/フレキシブルデバイス/ポリマー/マグネシウム/リチウム/酸化物/自動車/耐久性/電解質/電気化学/電気自動車/電磁波/二次電池/結晶構造/層構造/カチオン/カルシウム/スマートフォン
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5月16日
14
これまで分解しないとされていた市販の釣り糸が海洋で生分解することを発見
―ゴーストギア（漁業系プラスチックごみ）問題解決の決定打に―
東京大学の伊藤耕三特別教授、安藤翔太特任助教、九州大学の高原淳学術研究員、一般財団法人化学物質評価研究機構の菊地貴子主管研究員、長岡技術科学大学の笠井大輔准教授、愛媛大学の日向博文教授らによる研究グループは、海洋では分解しないとこれまで共通認識されていた市販の釣り糸の中に、代表的な海洋生分解性ポリマーのセルロースと同等レベルで生分解する釣り糸が複数存在することを発見しました。具体的には、市販されているナイロン6とナイロン6,6の共重合体の釣り糸の中で、共重合体の比率がある範囲に入る市販の釣り糸が、海洋中で生分解性ポリマーの標準物質であるセルロースと同程度の生分解性を示すことを世界で初...
キーワード：海洋汚染/マイクロプラスチック/化学物質/海洋/共重合体/アミド/ポリアミド/ポリエチレンテレフタレート/共重合/高分子/生分解性ポリマー/生分解/ポリエチレン/沿岸環境/じん性/プラスチック/ポリマー/マイクロ/新エネルギー/生分解性/エチレン/生態系/セルロース/バイオマス/漁業/微生物
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発表日：2025年5月15日
15
【研究成果】有機ポリマーによる２次元物質の新奇構造制御を実現
──分子のチカラで不安定な構造を「安定化」する──
東京大学大学院総合文化研究科の松山圭吾博士（研究当時：博士後期課程学生）と桐谷乃輔准教授は、２次元物質の一種である二硫化モリブデンに着目し、これまで不安定とされてきたトポロジカル物質への結晶構造の変化を実現するとともに、それを安定化して取り扱う手法を見出しました。本手法の特筆すべき点は、基板上において２次元物質を直接的に、あるいは部分的にトポロジカル物質へと変化させることが可能である点にあり、今後さらなる応用展開への道を拓くものと期待されます。 ２次元物質の一つである遷移金属カルコゲナイドは、わずか原子３つ分の厚み（１ナノメートル以下）で構成される最も薄い...
キーワード：金属元素/位相幾何学/トポロジー/トポロジカル物性/幾何学/水分子/物性物理/量子コンピュータ/ラマンスペクトル/周期性/スペクトル/モリブデン/2次元物質/カルコゲナイド/トポロジカル/トポロジカル物質/ラマン/遷移金属/層状化合物/溶液プロセス/遷移金属カルコゲナイド/二硫化モリブデン/半導体デバイス/半導体材料/微細化/量子デバイス/カーボンニュートラル/温度依存性/熱力学/電気伝導/電子状態/カーボン/オゾン/グラフェン/ナノメートル/パターニング/ひずみ/ポリマー/光学測定/構造制御/多層膜/半導体/結晶構造/ラット/構造変化
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：2025年4月25日
16
色の変化で力を可視化するウェアラブルセンサの開発
――感度の限界を突破！異方性制御で力に反応するスマート素材を高感度に――
東京大学 生産技術研究所の杉原 加織 准教授と、深圳先進技術研究院のガルッチ マッシミリアノ 准教授らによる共同研究グループは、色の変化で力を可視化するウェアラブルセンサを開発しました。本研究では、これまで見過ごされてきた材料設計の鍵である「面内異方性」に着目し、力を印加することで色を変化させるメカノクロミックポリマーであるポリジアセチレンの力感受性を、最大14倍に高めることに成功しました。独自に開発した、x, y, z 方向の力を定量化できるナノ摩擦力／蛍光複合顕微鏡の合体装置を用いて、ポリマー主鎖に対して垂直方向に力を加えることで、ナノスケールで反応が連鎖する"ドミ...
キーワード：ウェアラブル/ウェアラブルデバイス/医療機器/異方性/ポリジアセチレン/メカノクロミズム/高分子/ホスファチジルコリン/生産技術/アセチレン/紫外線/材料設計/電池/ナノスケール/ナノメートル/ポリマー/ロボティクス/金属イオン/摩擦力/食品安全/ソフトロボティクス/蛍光顕微鏡/刺激応答性/生体分子/脂質
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農学
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発表日：2025年4月17日
17
不純物輸送が拓く結晶成長の二つの道
東京大学先端科学技術研究センターの田中肇 シニアプログラムアドバイザー（特任研究員）／東京大学名誉教授、復旦大学 ホアン ガオ キョン 博士、ファン ファン 博士、シャン ドン 博士、チェン イェンシュアン 博士、タン ペン 教授の国際共同研究グループは、単一粒子レベルで不純物の輸送を可視化し、結晶成長のダイナミクスに対して不純物がどのような影響を与えるかについて、研究を行いました。これまで、不純物の輸送が結晶成長に及ぼす影響を粒子レベルで理解することは、結晶化が物理科学や工業分野において重要なプロセスであるにもかかわらず、実験的に困難でした。 研究グループは、...
キーワード：トラスト/最適化/熱揺らぎ/揺らぎ/ガラス転移/異方性/核形成/光学材料/材料科学/過冷却/非晶質/アモルファス/じん性/金属ガラス/材料設計/核生成/コロイド/シミュレーション/ダイナミクス/ポリマー/レーザー/機能性材料/結晶化/結晶成長/構造制御/半導体/微細構造/分解能/ガラス状態/機能性/結晶構造/共焦点顕微鏡/動的構造
他の関係分野：情報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3月25日
18
ジャイロイド金属有機構造体における圧電転移を発見
―仲間外れの点群から新たな機能を創出―
東京大学大学院新領域創成科学研究科の鬼頭俊介助教、徳永祐介准教授、有馬孝尚教授、同大学物性研究所の石川孟助教らの研究グループは、名古屋大学、高輝度光科学研究センター、名古屋工業大学、理化学研究所と共同で、ジャイロイド構造を持つ金属有機構造体（MOF、注2）において、新しいタイプの圧電転移を発見しました。応力を加えると電気分極（注4）を示す圧電体は、私たちの日常生活において欠かせない電子材料の一つとして広く利用されています。しかし、従来の圧電材料は応力によらず強い外部電場によって電気分極が変化してしまうことがあります。本研究では、ジャイロイドと呼ばれる三次元的なネット...
キーワード：情報学/量子計算/産学連携/結晶格子/スピン液体/幾何学/極小曲面/対称性/電気分極/量子スピン/SPring-8/X線回折/周期性/相転移/放射光/分子イオン/圧電性/有機分子/量子スピン液体/金属有機構造体/メモリ/双極子/誘電体/圧電材料/圧電体/強誘電体/材料設計/単結晶/コバルト/スピン/センサー/ナノ構造/ネットワーク構造/ひずみ/ポリマー/モーター/機能性材料/金属イオン/耐久性/膜構造/機能性/結晶構造/表面構造/サッカー/日常生活/ナノテクノロジー/バイオテクノロジー/構造変化
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農学
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発表日：2025年3月5日
19
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2月28日
20
DNAパターニングを可能とする液-液相分離液滴のレーザー誘導形成法
―新奇の液-液相分離現象の発見とDNA濃縮液滴パターニングへの展開―
東京大学大学院工学系研究科の小林美加特任講師（研究当時）、皆川慶嘉助教、野地博行教授らの研究グループは、レーザーを用いた相分離液滴生成において、従来の常識とは異なり、レーザー照射をやめたあとも長時間安定に存在する新奇の相分離現象を発見しました。さらに、この現象を利用することで、DNAを高濃度に濃縮した相分離液滴をパターニングすることに成功しました。本手法は、これまで不可能であった相分離液滴の取り扱いを可能にし、生命科学実験などへの新たな応用可能性を拓くものとなります。また、長時間安定に存在する液滴生成機構は既存の物理学では簡単には説明できないため、本実験は相分離現象の物理をより深く理解するた...
キーワード：産学連携/温度勾配/光トラップ/水溶液/相転移現象/非平衡/非平衡現象/非平衡状態/相転移/相分離/構造形成/高分子/タンパク質合成/微小液滴/生成機構/レーザー照射/バイオチップ/ポリエチレン/レンズ/生体適合性/熱力学/トラップ/パターニング/ポリマー/レーザー/温度制御/屈折率/微粒子/長鎖DNA/光ピンセット/人工細胞/エチレン/生体組織/脂質二重膜/遺伝子解析/RNA/イミン/生体分子/遺伝子/抗体/脂質
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農学
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発表日：2025年2月26日
21
自己成長する人工細胞モデルの構築
―原始生命の進化プロセスと基本原理の解明に期待―
東京大学大学院工学系研究科の藪田萌 大学院生、皆川慶嘉 助教、野地博行 教授のグループは、立教大学大学院理学研究科の末次正幸 教授と共同で、DNA自己複製により自律成長する人工細胞モデルの構築に初めて成功しました。本研究では、ポリエチレングリコール（PEG）とデキストラン（DEX）という二種類のポリマーからなる水性二相分離がDNAの濃縮によって安定化されるという発見に基づき、複製酵素を合成し、それが自身の遺伝子をコードするDNA分子を増幅・複製することで10倍以上体積を増加させる自律成長する人工細胞モデルの構築に成功しました。これにより、遺伝子発現・DNA複製・成長が連動する...
キーワード：システム開発/産学連携/生命の起源/相分離/高分子/DNAポリメラーゼ/タンパク質合成/遺伝子増幅/遺伝情報/光合成/ポリエチレン/人工光合成/自律性/ポリマー/長鎖DNA/たんぱく/親水性/ポリエチレングリコール(PEG)/人工細胞/超並列/細胞モデル/エチレン/機能性/細胞膜/脂質二重膜/自己複製/DNA複製/RNA/ラット/共焦点顕微鏡/遺伝子/遺伝子発現/脂質
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
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発表日：2025年2月13日
22
超均一ガラス状態の生成
―結晶のような性質を持つガラス―
ジャミング転移点を超える高密度状態において、新たな数値手法を用いることで、極めて高い密度均一性を持つ不規則構造のガラス状態、すなわち「超均一ガラス」の生成に成功した。 超均一ガラスの熱力学的および力学的安定性が従来のガラスに比して極めて高く、結晶に類似した特性を示すとともに、ジャミング転移点における超均一状態との差異を明らかにした点に新規性がある。 超均一ガラス状態は、卓越した振動的、動力学的、熱力学的、および機械的安定性を有することから、ガラスのさらなる安定化や、不規則構造を有する高性能メタマテリアルの開発に寄与する可能性が期待される。...
キーワード：フィルタリング/アルゴリズム/プロトコル/最適化/情報学/産学連携/空間分布/スケーリング則/過冷却液体/確率過程/確率論/長距離相互作用/統計力学/熱容量/非平衡/非平衡状態/保存量/密度揺らぎ/揺らぎ/臨界現象/臨界点/エントロピー/ガラス転移/スケーリング/内部構造/スペクトル/密度ゆらぎ/振動スペクトル/電子輸送/物質設計/材料科学/過冷却/ガラス転移温度/バンドギャップ/フォトニックバンドギャップ/光通信/準結晶/非晶質/せん断/メタマテリアル/動的挙動/熱力学/コロイド/シミュレーション/センサー/ひずみ/ひび割れ/プラスチック/ポリマー/モデル化/レーザー/屈折率/周波数/振動モード/超音波/電磁波/動力学/半導体/流体力/流体力学/ガラス状態/機能材料/機能性/緩和時間/SPECT/ゆらぎ/力学的性質/規則構造
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
23
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