私たちの遺伝情報は二重らせん構造を持つDNAに記録されていますが、その情報を読み解きタンパク質を合成する役割を果たすのが1本鎖のRNAです。DNAは紫外線を吸収するとその一部が化学変化を受ける（損傷する）ことが知られていますが、RNAはDNAよりも容易に紫外線で損傷を受けます。具体的には、RNAを構成するウラシルやシトシンのC=C二重結合に対して、細胞内の水分子がOHおよびH原子として化学結合する（水和）反応が起こります。水和反応の存在は1960年代から知られていましたが、そのメカニズムはいまだ解明されていませんでした。　鈴木俊法 理学研究科教授らとイタリア・ボローニア大学（Unive...

京都大学化学研究所 山内光陽 助教、水畑吉行 准教授、山田容子 教授、関西学院大学生命環境学部 町田恵利子 博士前期課程学生（研究当時）、増尾貞弘 教授らの研究グループは、大阪大学大学院基礎工学研究科 五月女光 助教、量子科学技術研究開発機構 藤田貴敏 博士らの研究グループとの共同研究により、”光らない”と認知されていたアゾベンゼン微粒子から鋭い発光ピークを世界で初めて観測しました。　アゾベンゼンは、代表的な光応答性有機化合物として広く知られていますが、光照射による構造変化（光異性化）にエネルギーが消費されるため、通常はほとんど発光しません。山内らはこれまでに、剛直な置換基を有す...

材料化学専攻 大宮寛久 教授、村上翔 助教、同大学院薬学研究科博士後期課程3年の宮本祐輔 さん、修士課程1年の村岡寛治 さん、東和薬品株式会社の松平忠慶 研究員らの研究グループは、深赤色から近赤外光（波長600〜800 nm）で作動する有機触媒反応の開発に成功しました。本研究では、アザジピロメテン（Aza-dipyrromethene, ADP）という有機分子（触媒）がホウ素化合物と結合して形成する「光活性ボレート複合体」を設計し、この複合体が赤色光照射によって直接励起され、炭素–ホウ素結合を切断し炭素ラジカルを生成することを明らかにしました。従来の光触媒反応は高エネルギーの青色光...

高分子化学専攻の黒田啓太 博士後期課程学生、大内誠 教授のグループは、配列制御ラジカル共重合と重合後修飾反応によってケトンのカルボニル基が周期的に導入された高分子の合成手法を開発しました。得られた高分子（ポリマー）は熱的に安定でありながら紫外（UV）光で分解可能でした。プラスチックやゴムとして用いられる高分子は、安定な材料として使われる一方で、分解されにくく、環境問題の大きな要因となっています。私たちは、「ノリッシュ反応」と呼ばれる光化学反応を引き起こすケトン骨格を高分子に周期的に組み込むことで、光照射によって主鎖を分解できる「光分解性高分子」の開発を目指しました。そこでケト-エノー...

田財里奈 基礎物理学研究所助教、花井亮 東京科学大学准教授、大槻太毅 岡山大学准教授の研究チームは、光を当て、固体中の特定の電子が外へ抜けやすい「出口」を作ることで、通常の物質が従う作用反作用の法則を見かけ上破る「非相反相互作用」を人工的に生み出す方法を理論提案しました。磁性金属二層に適用することで、片方の層では磁化が相手と同じ向きに揃おうとする一方、他方の層では逆向きになろうとし、結果として、二層の磁性金属の磁化が「追いかけっこ」をして自発的に回り続ける状態を誘起できることを予言しました。　熱平衡状態にある通常の物質は、一方の物体が他方に力を加えると、他方も同じ大きさで反対向きの力...

電子工学専攻 伊藤 正尚 氏（博士課程3年）・小林 圭 准教授らは、有限要素法を用いて、複雑な構造の導波路プローブの三次元電磁界計算を行い、様々なラマン励起光の照射条件のもと、ラマン散乱光と背景光の強度を解析しました。その結果、励起光をTERSプローブの前面から照射したときに最も強い信号強度が得られることが分かりました。また、プローブ先端付近に定在波が生じることが分かりましたが、このことから、光増強のメカニズムは避雷針効果および局所表面プラズモン共鳴効果に基づくことが示唆されました。本研究によって、プローブの前方から光照射することでTERSの励起光が強く増強され、高いラマン散乱光強...

物質エネルギー化学専攻の鈴木 肇 助教（青藍プログラム）、南本 健吾 修士課程学生（当時）、阿部 竜 教授らの研究グループは、岡山大学 山方 啓 教授、KEK物質構造科学研究所 野澤 俊介 准教授と共同で、第一原理計算を基に理想的な光触媒－助触媒界面を設計することで、酸ハロゲン化物光触媒の酸素生成効率を大幅に向上させることに成功しました。半導体光触媒を用いた水分解は、太陽光を活用したクリーンな水素製造法として注目されており、その高効率化に向けた多様なアプローチが検討されています。なかでも、表面反応を担う助触媒（金属種微粒子）の設計は極めて重要ですが、光触媒－助触媒界面の構造や機能の...

西川哲理 化学研究所助教、森岡直也 同准教授、水落憲和 同教授、大島武 量子科学技術研究開発機構センター長（兼：東北大学特任教授）、土田秀一 電力中央研究所研究参事らの共同研究グループは、4H型炭化ケイ素（SiC）結晶中の原子の抜け穴に存在する一つの電子スピンの情報を、光照射により発生する光電流の計測（PDMR法）によって、室温下で電気的に読み出すことに成功しました。　私たちの生活をより快適・安全・安心にするための様々な次世代技術、例えば、半導体微細化技術の限界や電力消費の増大から従来のスーパーコンピュータに代わるコンピュータ、情報セキュリティー強化から盗聴不可能な暗号通信技術が、生...

国立大学法人京都大学と住友金属鉱山株式会社は、両者が2022年6月1日付で京都大学大学院工学研究科に開設した住友金属鉱山二酸化炭素有効利用産学共同講座において、二酸化炭素（CO2）を従来比約30倍の変換効率で一酸化炭素（CO）へ還元する紫外光応答型光触媒を開発しました。両者が研究開発を進めているCO2還元光触媒を用いると、光エネルギーを利用して、CO2をプラスチックの原料となるCO等へ変換することができます。本技術確立により、温室効果ガスであるCO2を再資源化するとともに、より少ない石油資源でプラ...