京都大学研究Discovery Saga

光触媒による水完全分解（OWS）は、持続可能な水素生産に大きな可能性を秘めています。OWS では、光触媒表面での水素発生反応（HER）と酸素発生反応（OER）の双方の促進が極めて重要であり、おのおのの反応に、個別に高い活性を示す HER および OER 助触媒を、光触媒上の狙いの位置に選択的に修飾することが高活性化の鍵になります。しかし、煩雑な多段階光析出プロセスと逆反応を阻害するための酸素遮断層の必要性、逆反応を完全に抑制することの難しさ、遮断層の耐久性に関する懸念など、依然として大きな課題が残っています。化学理工学専攻の鈴木肇助教、阿部竜教授、東北大学大学院理学研究科の坂本...

キーワード：自己組織/金属有機構造体/酸素発生反応/持続可能/光触媒/水素発生/ナノメートル/耐久性/導電性/組織化

他の関係分野：化学工学

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発表日：2026年4月1日

ナノ空間分⼦を紡いでつくる、多孔性ナノ⽷の開発

〜多孔性と柔軟性をあわせ持つ新材料〜

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）の宮田彩名工学研究科博士後期課程学生と古川修平教授らの研究グループは、ファンデルワールス力という弱い力を利用して分子を一次元的につなぎ合わせることで、新しい多孔性材料の開発に成功しました。この技術を用いることにより、従来は脆く応用範囲が限られていた多孔性材料において、合成過程の加工性が向上し、柔軟な多孔性材料の設計が可能となりました。　2025年のノーベル賞の対象となった多孔性配位高分子（MOF）と呼ばれる多孔性材料は、精密に設計された細孔を有し、ガス貯蔵や分離材料としての応用が期待...

キーワード：多面体/弱い相互作用/金属錯体/高分子/自己集合/多孔性配位高分子/配位高分子/ファンデルワールス力/材料設計/ガス分離/ナノメートル/ナノ空間/統合システム/エアロゲル/結晶性

他の関係分野：数物系科学化学総合理工工学農学

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発表日：2026年4月1日

蛍石型強誘電体の分極反転における原子の動きをリアルタイムに直接観察

―次世代強誘電体デバイスに向けた材料開発の新たな設計指針―

近年の高度情報化社会では、情報を保存するメモリデバイスの低消費電力化や高速化・小型化が大きな課題となっています。こうした課題を解決する次世代メモリのひとつとして、物質内部の電気の偏り（分極）を利用する強誘電体メモリの開発が進められています。中でも、従来材料と比べて飛躍的に薄い膜厚でも分極を安定して保持できる蛍石型強誘電体が注目されています。　しかし、この蛍石型強誘電体では、情報の保存や読み書きの根幹を担う分極反転（スイッチング）がどのような過程を経て進行しているのか、また構成する元素によってどのように分極の振る舞...

キーワード：低消費電力化/画像処理/軽元素/検出器/電子線/メモリ/分極反転/誘電体/誘電特性/STEM/強誘電体/原子構造/固体化学/ダイナミクス/ナノメートル/第一原理/第一原理計算/低消費電力/電子顕微鏡/電子顕微鏡法/透過電子顕微鏡/量子力学/ジルコニウム

他の関係分野：情報学数物系科学総合理工工学

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発表日：2026年3月2日

フリーNH 部位を有するキラルナノグラフェンの合成とスピン輸送特性

ナノグラフェンとは、炭素と水素から構成されるナノメートルサイズのπ共役系分子を指します。その電子状態はグラフェンに類似したものにとどまらず、ナノグラフェン特有の構造的性質を反映した興味深い性質が多数報告されています。ナノグラフェンの多様性をさらに拡張する戦略として、i）ヘテロ元素の導入、ii）曲面構造の誘起、が重要な分子設計指針として挙げられ、それぞれヘテロナノグラフェン、非平面ナノグラフェンとして分類されています。特に、ねじれた曲面構造を形成することでキラリティが生じ、円二色性（CD）や円偏光発光（CPL）といったキラル光学特性が発現します。近年では、キラリティ誘起スピン選択性（CISS）と...

キーワード：スピン偏極/輸送特性/円二色性/π共役系/円偏光発光/キラル/光学材料/ナノグラフェン/円偏光/選択性/電子状態/光学特性/グラフェン/スピン/ナノメートル/ヘテロ元素/機能性/分子設計

他の関係分野：数物系科学化学総合理工工学農学

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発表日：2026年1月26日

有機半導体薄膜の多形進化を解明

―隠された薄膜相を実証―

京都大学化学研究所塩谷暢貴助教、長谷川健教授の研究グループは、グラーツ工科大学 Roland Resel 教授、Egbert Zojer 教授らとの共同研究成果として、有機半導体が基板上でつくる厚さ数ナノメートルの「超薄膜」の構造を分子レベルで正確に解明することに成功しました。これまで、有機材料が薄い膜を形成すると、単結晶とは異なる構造が現れることは知られていましたが、その最も薄い「単分子層」の構造を直接識別することは困難であり、多くの材料で未解明のままでした。　本研究では、代表的な有機半導体であるジナフトチエノチオフェン（DNTT）を対象に、高分解赤外分光法、微小角入射X...

キーワード：量子化/X線回折/超薄膜/量子化学/赤外分光/量子化学計算/チオフェン/有機エレクトロニクス/有機半導体/赤外分光法/トランジスタ/単分子膜/半導体材料/有機材料/有機薄膜/界面構造/単結晶/センサー/ナノメートル/半導体/結晶構造

他の関係分野：数物系科学化学総合理工工学農学

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発表日：2025年12月24日

脂質ナノ粒子で「筋肉のもと」である筋幹細胞のゲノム編集に成功

―筋損傷を繰り返しても治療効果が持続する、DMDに対する新しい治療戦略―

脂質ナノ粒子を用いて、筋肉の幹細胞（筋幹細胞）に対して効率的なゲノム編集に成功した。筋損傷を繰り返してもゲノム編集の効果が持続することを証明した。デュシェンヌ型筋ジストロフィーに対する長期的かつ持続可能な治療法への道を拓いた。1. 要旨　持田泰佑主任研究員（武田薬品工業株式会社ターゲットバリデーションサイエンシズ／タケダ-CiRA共同プログラム（T-CiRA））、...

キーワード：持続性/突然変異/衛星/ゲノムDNA/遺伝性疾患/筋細胞/遺伝情報/持続可能/ナノメートル/ナノ粒子/CRISPR-Cas/筋ジストロフィー/ゲノム編集技術/病原性/細胞膜/AAV/CRISPR/iPS細胞/アデノ随伴ウイルス/ウイルス感染症/ベクター/臨床応用/mRNA/トレーニング/外傷/筋線維/筋損傷/筋肉/骨格筋/新型コロナウイルス/AAVベクター/ゲノム編集/モデルマウス/筋衛星細胞/筋再生/CRISPR-Cas9/RNA/アミノ酸/ウイルスベクター/ドラッグ・デリバリー・システム/マウス/遺伝子治療/遺伝子導入/核酸医薬/幹細胞/細胞分裂/ウイルス/ゲノム/ワクチン/遺伝子/感染症/抗体/脂質/小児/新型コロナウイルス感染症/新生児/難病

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12月3日

太陽系外の惑星を調べる超小型紫外線衛星「Mauve」打ち上げ成功

行方宏介白眉センター／理学研究科特定助教らの研究グループは、英国Blue Skies Space社と機関間合意契約を結び、超小型紫外線観測衛星「Mauve（モーヴ）」の国際共同研究に参画しています。　日本時間2025年11月29日、Mauve衛星が米国Space Exploration Technologies社（SpaceX社）のロケットにより打ち上げられ、恒星活動と惑星環境の関係を探る観測ミッションが開始されました。本衛星は口径13センチメートルの望遠鏡を搭載し、地上から観測できない紫外線を含む200～700ナノメートルの波長を観測します。恒星で発生する爆発的現象（フレア）を長...

キーワード：高エネルギー/衛星/恒星/太陽/太陽系/地球型惑星/天文学/望遠鏡/惑星/惑星科学/紫外線/ナノメートル/ロケット/小型衛星

他の関係分野：数物系科学工学

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発表日：2025年10月29日

腸内環境モニタリング機能付きデジタル錠剤に向けた胃酸充電半導体集積回路の開発に成功

―65nm CMOSで実証、消化器官内の温度・pHモニタリングに目途―

新津葵一情報学研究科教授、ウ・ヨウ（Wu You）同修士課程学生、大西弘二大塚製薬株式会社プリンシパル、山根育郎同課長らの研究グループは、腸内環境モニタリング機能付きデジタル錠剤に向けた胃酸充電機能を有する半導体集積回路の開発に成功し、65nm（ナノメートル：10億分の1メートル）のCMOSプロセスで製造した半導体集積回路を用いて実証しました。　生体内センシングは、健康状態を把握するうえで有効なアプローチの一つです。特に、腸内環境の継続的なモニタリングは、近年の研究によりその有用性が明らかになり、注目を集めています。しかしながら、腸内環境の継続的なモニタリングを日常的に行うこ...

キーワード：情報学/環境モニタリング/CMOS/センシング/ナノメートル/モニタリング/集積回路/半導体/生体内/腸内環境

他の関係分野：情報学環境学工学総合生物

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発表日：2025年8月20日

単一スズ欠陥中心を内包する極微ナノダイヤモンドの開発に成功

―光子を用いた量子コンピュータや量子ネットワークの実現に期待―

従来のコンピュータでは時間がかかりすぎて解けない問題を解けると期待される光量子コンピュータや、量子力学の原理を用いることで物理的に安全性が保証される量子暗号通信の実現には、量子力学的な相関（量子もつれ）を持つ光子を発生させる光源や、量子もつれを利用して光子の量子状態を遠隔地に転送する量子中継器などの開発が重要です。近年、これらを実現する発光体として、光の波長（色）がそろった単色性が高い光子を生成し、かつ、量子状態を保存するメモリとして利用可能な、ダイヤモンド中の単一スズ（Sn）欠陥（Vacancy）中心（SnV 中心）が注目されています。しかし、これまで単一 SnV 中心の形成はバルク（塊状）...

キーワード：超微細構造/量子コンピュータ/量子もつれ/量子暗号/ノイズ/量子センシング/メモリ/単一光子/単一光子源/センシング/ナノメートル/熱処理/微細構造/量子力学

他の関係分野：数物系科学総合理工工学

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発表日：2025年7月27日

木材が曲がる瞬間をナノ・ミクロの世界で初めて観察

―放射光で明かされたマルチスケール構造変化―

木材を大きく曲げると、肉眼では見えないナノからミクロスケールの構造にどのような変化が起きるのでしょうか。　この度、田中聡一生存圏研究所助教、今井友也同教授、神代圭輔京都府立大学准教授、堀山彰亮産業技術総合研究所研究員らの研究グループは、大型放射光施設「SPring-8」で行った小角X線散乱（SAXS）と広角X線回折（WAXD）による「その場観察」で、木材が曲がる瞬間のナノ・ミクロ構造の変化を世界で初めて捉えました。木材を曲げると、凸側（外側）は引っ張られて伸び、凹側（内側）は圧縮されて縮みます。得られたSAXSデータを、Paavo Penttilä フィンランド・アールト大学...

キーワード：フィンランド/SPring-8/X線回折/放射光/広角X線回折/小角X線散乱/その場観察/ナノメートル/ナノ構造/ひび割れ/マルチスケール/セルロース/バイオマス/細胞壁/構造変化

他の関係分野：情報学数物系科学化学工学農学

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発表日：2025年7月8日

磁石で脳細胞を誘導し失われた神経回路を再構築する

Vittoria Raffa教授（ピサ大学生物学部）とFabian Raudzus助教（CiRA臨床応用研究部門髙橋淳研究室／京都大学大学院医学研究科附属医学教育・国際化推進センター国際化推進部門）らの共同研究...

キーワード：最適化/磁場/神経系/磁性ナノ粒子/磁性体/物質輸送/ナノメートル/ナノ粒子/シナプス/シナプス小胞/線条体/大脳/実験動物/iPS細胞/神経前駆細胞/大脳基底核/中枢神経/臨床応用/ドーパミン/運動機能/筋肉/神経伝達物質/中枢神経系/微小管/画像診断/細胞移植/前駆細胞/パーキンソン病/マウス/幹細胞/共培養/再生医療/細胞骨格/細胞治療/神経回路/神経細胞/神経変性/神経変性疾患/臨床試験/ヒトiPS細胞/疾患モデル/神経疾患

他の関係分野：情報学数物系科学生物学総合理工工学総合生物

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発表日：2025年4月12日

ガラスの「見えない秩序」がテラヘルツ帯の揺らぎを決める

ガラス基礎科学講座増野敦信特定教授のグループは、原子が無秩序に結びついた構造を持つガラスが、X線や中性子線を用いると、わずかな周期構造が観測される、隠れた周期性（見えない秩序）が、ガラスの物性に影響を及ぼすテラヘルツ帯の揺らぎ（振動特性）を決定する重要な要因であることを明らかにしました。本研究では、代表的なガラスであるシリカガラス（二酸化ケイ素、SiO₂）とグリセロール（Glycerol、C₃H₈O₃）について、BPを定量的に解析しました。その結果、両ガラスに共通して、BPの発生には、「弾性不均一性の空間相関長」と「弾性率の変動の大きさ」という2つの因子が重要であることが分かり...

キーワード：揺らぎ/周期性/中性子/テラヘルツ/ケイ素/弾性率/シリカ/ナノメートル/周波数/振動特性/動特性/不均一性

他の関係分野：数物系科学化学工学