化学工学専攻 山本量一 教授、John Molina助教、英国ウォーリック大学 Matthew Turner教授、東京大学 生産技術研究所 Simon Schnyder特任助教らの研究グループは、感染症流行時に人々がどのような行動を選ぶかを数理モデルとゲーム理論を用いて予測することに成功しました。感染者は自ら隔離しても直接の利益を得にくいため、これまで自己隔離には他者への配慮が必要だと考えられてきました。本研究では、感染状況や流行規模、ワクチン接種までの時間などを考慮したモデルを構築し、人々の行動がどのような集団結果を生むかを調べました。その結果、ごく弱い利他性しか持たない場合でも、感染時に接...

化学工学専攻 前多裕介 教授、九州大学理学研究院 ネギアーチット 博士課程学生、台湾・中央研究院 坂本遼太 アシスタントリサーチフェロー、本学研究科 化学工学専攻 家永竜 博士課程学生、理化学研究所生命医科学研究センター 宮﨑牧人 チームディレクター（兼務：生命機能科学研究センター 上級研究員）らの研究グループは、細胞と同じスケールのさまざまな形状を持つ半閉鎖型マイクロウェルを作製し、その内部にアクトミオシン細胞骨格を再構成して動態を観察する手法を開発しました。マイクロウェル内では境界形状に応じたアクチン流れが生じ、その流れに乗ってアクチンが集積することで、複雑な空間パターンが転写された細胞...

化学工学専攻 有馬誉 助教(研究当時：博士後期課程学生)、平出 翔太郎 助教、渡邉哲 准教授らのグループは、ドイツの研究グループと共同で、多孔質粒子が内包する分子を「押し出す」ことで、単一の粒子が示す、分子脱着に伴う構造変形のメカニズムを実証することに世界で初めて成功しました。構造に柔らかさを持つ多孔質粒子は、その種類や粒子サイズによって、分子の吸脱着に伴う構造変形の様式が異なると考えられてきましたが、その実測は困難でした。本研究グループは、ミクロな針で多孔質粒子を押し付けるという手法を提案し、その応答を熱力学的に解析することで、粒子一粒一粒の構造変形挙動の違いを明らかとしました。従...

平岡裕章 高等研究院教授、小嗣真人 東京理科大学教授、大林一平 岡山大学教授、三俣千春 筑波大学教授らの研究グループは、トポロジーと自由エネルギーを活用した機械学習（AI）解析を実施し、薄膜結晶の電気的特性に大きな影響を与える樹枝状構造の枝分かれメカニズムを明らかにしました。これは、高品質な薄膜結晶の作製プロセスにつながる成果であり、次世代の電子デバイスへの応用が期待されます。　Beyond 5G の実現に向けて、現世代の 5Gよりも一桁以上高いテラヘルツ（THz）周波数帯で動作する電荷移動度の高いデバイスが求められています。そこで現在、次世代電子デバイスに使用する極微細なトランジス...

高分子化学専攻の西川剛 助教、鈴木宏史 博士後期課程学生、大内誠 教授のグループは、一次構造が多重制御されたポリビニルアルコールの合成手法を開発しました。ポリビニルアルコール（PVA）は医療材料や偏光フィルムといった先端機能材料から身近な接着剤・洗濯のりまで様々な用途に用いられる重要な高分子であり、近年ではその分解性にも注目が集まっています。PVAは炭化水素主鎖に水酸基側鎖が直結した構造を持ち、水酸基の親水性、水素結合性などが物性や機能において重要な役割を果たします。分子量・分岐構造・立体規則性などの一次構造を多重に制御できれば、水酸基の周辺環境の違いに依存したPVA特性の変化が期待...

原田健自 情報学研究科助教、大久保毅 東京大学特任准教授、川島直輝 同教授は、テンソルネットワーク（TN）をベースとした生成モデルの新しい構築法を提案し、その有効性を示しました。生成モデルはほとんどの場合ニューラルネットワークがベースとして使われており、ネットワーク構造の最適化についてはまだあまり研究が進んでいません。本研究では、ツリー型TNとして表現された波動関数と確率分布の対応関係を利用したボルンマシンを考え、これに対してネットワーク構造最適化を行う生成モデル構成方法（適応的テンソルツリー：ATT）を提案し、その有効性を実証しました。具体例として、株式の騰落パターンのデータからATTによっ...

杉田征彦 医生物学研究所准教授、尾瀬農之 北海道大学教授、杉山葵 同博士後期課程学生、南未来 同博士後期課程学生、喜多俊介 同准教授、前仲勝実 同教授、廣瀬未果 大阪大学特任研究員らの研究グループは、転写因子STAT1の機能体である、四量体pY-STAT1のクライオ電子顕微鏡構造を世界で初めて解明し、STATが多量体で機能し、DNAを認識する分子機構を初めて提唱しました。　シグナル伝達及び転写活性化因子（STAT）は、Janus kinase（JAK）- STATシグナル伝達経路におけるシグナル伝達の中心的な役割を果たします。STATが細胞内で活性化される際、リン酸化チロシンとSrc...

京都大学アイセムス（高等研究院 物質ー細胞統合システム拠点：WPI-iCeMS）の徳田駿 修士課程学生（当時・工学研究科合成・生物化学専攻、現・マックスプランク固体研究所博士課程学生）と古川修平 教授の研究グループは、「多孔性ファンデルワールスフレームワーク（van der Waals open framework: WaaF）」という新しい多孔性材料を開発しました。この技術を用いることにより、従来では困難であった繰り返しリサイクルできる安定な多孔性材料の設計が可能となりました。　気体分離・貯蔵技術はエネルギー効率向上と安全性の観点から重要であり、これまで様々な多孔...

高宮幸一 複合原子力科学研究所教授、越川七星 早稲田大学博士後期課程学生、片岡淳 同教授、豊嶋厚史 大阪大学教授、角永悠一郎 同特任助教、加藤弘樹 同特任教授らの研究チームは、薬剤キャリアである金ナノ粒子を直接可視化する「放射化イメージング」を提案し、実際に金ナノ粒子をマウスに投与して体内分布を可視化しました。　また、腫瘍をピンポイントで攻撃するアルファ線治療薬アスタチンAt-211を、放射化金ナノ粒子に標識することにも成功しました。これにより、これまで困難であったAt-211の長期的な動態追跡を実現しました。今後は様々な治療薬で、動態可視化への応用が期待されます。　本研究...

合成・生物化学専攻の松田 建児教授、東口 顕士講師、佐竹 来実修士課程学生、大月 直人修士課程学生（研究当時）の研究チームは、光と電気化学刺激によりジアリールエテン２個をつないだ縮環二量体の2つのユニットが共に閉環した二閉環体の合成に成功し、この化合物が紫外・可視・近赤外光を吸収する3つの状態間で段階的にスイッチングすることを示しました。本研究は米国現地時間2025年3月7日に、米国化学会が発行する学術誌『Journal of the American Chemical Society』オンライン版に掲載されました。研究詳細...

高分子化学専攻の寺島崇矢 准教授、堀池優貴 修士課程学生、大内誠 教授らのグループは、アクリル酸ナトリウムをベースとする汎用的な共重合体を用いて、水を含み湿度に応答するラメラ構造をもつポリマー（高分子）材料の創出に成功しました。寺島 准教授らのグループでは、親水性と疎水性の側鎖をもつランダム共重合体が側鎖の集合により10 nm以下のミクロ相分離構造を形成することを見いだしてきました。アクリル酸ナトリウムは、紙おむつなどに使われる高吸水性高分子の原料であり、水をよく吸う親水性基としての機能が期待されます。そこで、この特徴に着目して、アクリル酸ナトリウムと疎水性アルキルアクリレートのランダム共重合体を合成し、ミクロ相分離挙動を調べたところ、この共重合体は、外部環境から効率的に水を吸収し、水を含む親水性層と油の性質をもつ疎水性層が交互に配列したラメラ構造を形成することを見いだしました...

デバイスの超小型化が進む現在、効率的な光輸送を実現するナノスケールの分子光導波路（光がほぼ漏れることなく伝わる通路）の開発と、その光伝達ダイナミクスの解明が求められています。分子材料内での詳細な励起子挙動を分析するためには、励起子が停留する各色素サイトの配向・配列・距離が規定される分子設計が求められます。しかしながら従来の研究では、これらの条件を満たす分子鎖の開発は達成されていませんでした。東北大学大学院理学研究科の豊田良順助教、谷口晴大学院生、千葉湧太大学院生、坂本良太教授の研究グループは、東京理科大学の福居直哉助教、西原寛教授ら、京都大学の浦谷浩輝特定助教（科学技術振興機構さき...