東京大学研究Discovery Saga

大阪大学産業科学研究所の筒井真楠准教授・川合知二招へい教授、東京大学大学院工学系研究科の大宮司啓文教授・徐偉倫准教授、イタリア技術研究所（IIT）のDenis Garoli研究員らによる国際共同研究チームは、電圧に応答してナノメートルサイズの孔が自律的に開閉する固体ナノポアの開発に成功し、その成果が学術誌『Nature Communications』にて2月18日（水）19時（日本時間）に公開されました。 ...

キーワード：最適化/環境汚染/化学物質/環境汚染物質/水溶液/遺伝情報/塩基配列/分子識別/マンガン/バイオセンシング/シリコン/センサー/センシング/ナノサイズ/ナノスケール/ナノメートル/金属イオン/析出物/電解質/半導体/リン酸/バルブ/早期診断/アミノ酸/創薬/副作用/感染症/個別化医療

他の関係分野：情報学環境学数物系科学生物学総合理工工学農学

概要表示

折りたたむ

発表日：2025年12月11日

水の赤外光物性を定量的に計算可能な手法を開発

──地球大気や星間空間の水の構造解明に貢献──

　東京大学大学院総合文化研究科の持田偉行フィッチ大学院生、羽馬哲也准教授、埼玉大学大学院理工学研究科応用化学プログラムの高山哲侑大学院生、山口祥一教授らの研究グループは、量子古典混合法と呼ばれる理論計算手法を用いて、水の赤外光物性［赤外光を照射した際に見られる特徴的な性質、ここでは特に複素屈折率や吸収断面積など］を定量的に計算する方法を新たに開発しました。本計算手法を用いることで、界面の影響を考慮する難しさからこれまで困難であった水の微粒子や薄膜の赤外スペクトルを理論的に予測することが可能になり、その構造について分子レベルで明らかにすることができます。水や氷の微粒子は...

キーワード：地球科学/多項式/シュレーディンガー方程式/ラマン散乱/光物性/水素結合ネットワーク/量子化/量子論/スペクトル/星間塵/赤外スペクトル/太陽/太陽系/天文学/惑星/彗星/振動分光/量子化学/赤外分光/量子化学計算/ラマン/赤外分光法/融点/可視光/光吸収/赤外光/非晶質/分子振動/誘電体/誘電率/アモルファス/シミュレーション/ナノサイズ/ネットワーク構造/モデル化/レーザー/屈折率/周波数/電磁波/動力学/微粒子/分子動力学/結晶構造/ラマン分光/ラマン分光法/分子集合/分子動力学計算

他の関係分野：環境学数物系科学化学総合理工工学農学

概要表示

折りたたむ

発表日：2025年11月15日

水中の温和な条件で合成するサメの歯成分からなるバイオミネラルナノファイバー

―優れた分散性・液晶配列性を示す環境低負荷な次世代無機系ナノ繊維材料―

東京大学大学院工学系研究科の三上喬弘大学院生、加藤利喜特任研究員（研究当時、現：岡山大学学術研究院先鋭研究領域（異分野基礎科学研究所）助教（特任））、加藤隆史教授（研究当時、現：東京大学名誉教授、岡山大学学術研究院先鋭研究領域（異分野基礎科学研究所）教授（特任）、信州大学アクア・リジェネレーション機構特任教授）らの研究グループは、福岡工業大学工学部の宮元展義准教授と共同で、強靭なサメの歯の無機成分であるフルオロアパタイトを主成分としたナノ繊維材料の水中における温和な条件での合成に成功しました。本研究は、生物の歯や骨などのバイオミネラルが形成され...

キーワード：アスペクト/閉じ込め/自己組織/ディスプレイ/液晶/高分子/耐熱性/エナメル質/電子線/ファイバー/力学物性/コンポジット/バイオミネラル/生分解/アパタイト/ナノコンポジット/レンズ/生体適合性/持続可能/複合化/秩序構造/ナノファイバー/リン酸カルシウム/コロイド/センサー/テクスチャ/ナノサイズ/ナノメートル/ナノ材料/ナノ粒子/フッ素/マイクロ/環境負荷/結晶成長/構造制御/持続可能性/電子顕微鏡/微粒子/複合材/複合材料/有機高分子/バイオマテリアル/人工骨/生分解性/機能性/リン酸/セルロース/セルロースナノファイバー/組織化/インプラント/カルシウム/立体構造/生体材料

他の関係分野：情報学数物系科学化学生物学総合理工工学総合生物農学

概要表示

折りたたむ

発表日：2025年10月30日

電流なしで磁石に吸着！らせん状キラル分子の新原理を発見

―不斉合成や分子生物学への応用に期待―

東京大学物性研究所の三輪真嗣准教授、産業技術総合研究所ハイブリッド機能集積研究部門の山本竜也主任研究員、名古屋大学大学院工学研究科の大戸達彦准教授らによる研究グループは、大阪公立大学の木村健太准教授、分子科学研究所の山本浩史教授と共同で、未解明であった「らせん状の形をしたキラル分子が磁石と相互作用する原理」を発見しました。本研究により、キラル分子が分子振動を通じて自らスピンを獲得し、その結果、キラル分子と磁石の間に...

キーワード：低消費電力化/ビスマス/原子核/磁気抵抗/準粒子/水溶液/反強磁性/反強磁性体/高周波/テラヘルツ/磁場/キラル/不斉合成/光合成/スピントルク/トポロジカル/強磁性金属/磁気モーメント/磁気抵抗効果/磁性体/MRAM/トンネル磁気抵抗効果/メモリ/メモリ素子/巨大磁気抵抗効果/強磁性/交換相互作用/選択性/電子デバイス/分子振動/理論解析/量子エレクトロニクス/巨大磁気抵抗/強磁性体/電気抵抗/不揮発性メモリ/コーティング/コバルト/スピン/スピントロニクス/センサー/トルク/トンネル/ナノサイズ/ナノメートル/バイオセンサー/ピコ秒/金属材料/結晶方位/第一原理/第一原理計算/低消費電力/電解質/電気化学/量子力学/分子システム/生体内/キメラ/スルホン酸/創薬/分子生物学

他の関係分野：情報学数物系科学化学生物学総合理工工学総合生物農学

概要表示

折りたたむ

発表日：2025年9月7日

球形のナノダイヤモンドを低温・低圧下で合成

ー有機分子の電子線照射による化学反応の精密制御ー

東京大学大学院理学系研究科の中村栄一特任教授らの研究グループは、原子分解能透過電子顕微鏡を用いて、ダイヤモンド骨格であるアダマンタン（Ad）の結晶に電子線照射することで、ナノサイズの球形のダイヤモンド（ナノダイヤモンド、ND）を合成することに成功した。従来のダイヤモンド合成...

キーワード：情報量/高エネルギー/時間分解/統計力学/物質科学/イオン化/エントロピー/高温高圧/速度論/多結晶/炭素質コンドライト/地球内部/超高圧/宇宙線/隕石/反応機構/有機合成化学/時間分解能/電子線/有機分子/量子センシング/材料科学/原子分解能/電子エネルギー損失分光/反応制御/生体適合性/有機材料/エネルギー消費/ボトムアップ/構造モデル/反応速度/EELS/アモルファス/高分解能電子顕微鏡/単結晶/カーボン/カーボンナノチューブ/センシング/その場観察/ナノサイズ/ナノスケール/ナノメートル/電子顕微鏡/電子顕微鏡観察/電子顕微鏡法/透過電子顕微鏡/分解能/極限環境/ナノチューブ/カーボン材料/空間分解能/高分解能/水素ガス/オリゴマー/カチオン/ラジカル/合成化学/有機合成

他の関係分野：情報学数物系科学化学総合理工工学総合生物農学

概要表示

折りたたむ

発表日：2025年8月7日

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

概要表示

折りたたむ

発表日：2025年7月27日

【研究成果】３段階ですすむ新たな氷の成長機構を発見

──地球大気や宇宙に存在する氷微粒子の構造解明に前進──

　東京大学大学院総合文化研究科広域科学専攻・附属先進科学研究機構の羽馬哲也准教授らは、赤外分光法と反射高速電子回折法という2つの手法を組み合わせることで、不均質核生成によって生成したナノサイズの氷（ナノ薄膜氷）の構造が、アモルファス（注４）氷（膜厚15 nm以下）→立方晶氷（膜厚15 nmから50 nmまで）→六方晶氷（膜厚50 nm以上）と、ナノ薄膜氷の膜厚に依存して3段階で変化する新しい氷成長メカニズムを発見しました。本研究は、極域（注５）の中間圏（注６）に存在する直径数ナノメートル（nm）から100 nmほどの氷微粒子でできた雲である「極中間圏雲」が形成する温...

キーワード：極域/対流圏/温室効果ガス/地球温暖化/準安定/準安定状態/水分子/反射高速電子回折/普遍性/温室効果/気候変動/水蒸気/スペクトル/系外惑星/国際宇宙ステーション/星間塵/太陽/太陽系/惑星/惑星大気/隕石/赤外分光/赤外分光法/赤外光/非晶質/熱力学/アモルファス/電子回折/核生成/アルミニウム/ナノサイズ/ナノスケール/ナノメートル/結晶化/水素原子/相変化/二酸化炭素/熱伝導/熱伝導率/微粒子/結晶構造/CO2濃度/温暖化/日常生活

他の関係分野：環境学数物系科学化学総合理工工学農学

概要表示

折りたたむ

発表日：2025年7月8日

ロリゲンの通り道を制御する仕組みを発見

──適切な環境下で花を咲かせる巧妙な仕組み── 村田裕介特任研究員、阿部光知教授らの研究グループより

　花成ホルモン（フロリゲン）は葉で作られた後、篩管を通って茎の先端部（茎頂分裂組織）へと運ばれる。茎頂分裂組織に運ばれたフロリゲンは細胞と細胞の間を移動し、最終的に花芽形成領域へ到達するとFDタンパク質とフロリゲン複合体を形成して花芽形成を開始する。これまでに、葉で環境依存的にフロリゲンを産生する仕組みについては多くの知見が蓄積されてきたのに対して、茎頂分裂組織におけるフロリゲンの移動経路、移動を制御する仕組みに関しては未解明の謎であった。　今回、東京大学大学院総合文化研究科の村田裕介特任研究員と阿部光知教授らは、フロリゲンが原形質連絡を介して茎頂分裂組織の細胞間を移動する...

キーワード：アブラナ科/タンパク質間相互作用/生殖/蛍光観察/トンネル/ナノサイズ/環境情報/原形質連絡/機能制御/茎頂分裂組織/分裂組織/フロリゲン/花芽形成/植物ホルモン/シロイヌナズナ/形質転換/ゲノム情報/分子遺伝学/遺伝子発現解析/蛍光タンパク質/発現解析/ホルモン/成長期/アミノ酸/イミン/シグナル分子/細胞核/生体分子/ゲノム/遺伝学/遺伝子/遺伝子発現

他の関係分野：生物学工学総合生物農学

概要表示

折りたたむ

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

概要表示

折りたたむ

発表日：2025年6月19日

アモルファス材料に潜む構造欠陥を解明

―機械的異方性の起源を粒子構造から明らかに―

　東京大学先端科学技術研究センター極小デバイス理工学分野の田中肇シニアプログラムアドバイザー（特任研究員）/同大学名誉教授と松山湖材料実験室のフーユアンチャオ教授の研究グループは、ガラスなどのアモルファス材料にひそむ局所的な「欠陥」の正体を世界で初めて粒子レベルで明らかにし、それが材料の壊れやすさや強さに大きく影響していることを発見しました。アモルファス材料は、内部構造がランダムで不規則なため、結晶のように目に見える形で「欠陥」を捉えることができず、これまでその正体は謎に包まれていました。...

キーワード：物性物理/分子動力学シミュレーション/揺らぎ/異方性/内部構造/弾性率/高分子/材料科学/生産技術/ナノデバイス/メモリ/状態密度/せん断/体積変化/アモルファス/機械的性質/局所構造/金属ガラス/材料設計/核生成/シミュレーション/ダイナミクス/ナノサイズ/ナノスケール/ナノ材料/結晶化/光学素子/高分子材料/周波数/振動モード/動力学/熱伝導/分子動力学/振動現象/トレーニング/寿命

他の関係分野：数物系科学化学工学総合生物