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研究キーワード：大阪大学における「材料設計」 に関係する研究一覧：15件
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発表日：2026年6月1日
1
コバルトと酸素が生み出す 蜂の巣ネットワーク
次世代量子情報材料へつながる新技術
大阪大学産業科学研究所のLi Haobo助教、田中秀和教授らの研究グループは、同大学院基礎工学研究科の石渡晋太郎教授、京都大学の陰山洋教授、ファインセラミックスセンター（JFCC）の小林俊介主任研究員、南開大学のWei-Hua Wang教授、東京大学生産技術研究所の小澤孝拓助教、立命館大学のChengchao Zhong講師らと共同で、ハニカム構造を持つ既知の材料にコバルト（Co）を少量加えた「NaSbO₃（ナトリウム・アンチモン酸化物）」の高品質薄膜の作製に成功しました。さらに、その中でCo原子が蜂の巣のような「ハニカム構造」を形成し、強い磁性を示す可能性を明らかにしました（図１）。...
キーワード：コンピューティング/スーパーコンピュータ/金属元素/スピン液体/スピン軌道相互作用/パルス/バンド構造/マヨラナ粒子/低次元/物性物理/量子コンピュータ/量子スピン/量子情報/X線回折/磁化率/アンチモン/量子スピン液体/パルスレーザー/生産技術/イリジウム/遷移金属/強磁性/持続可能/持続可能な開発/二酸化チタン/半導体産業/量子コンピューティング/STEM/エピタキシャル/エピタキシャル薄膜/チタン/パルスレーザー堆積法/材料設計/酸化チタン/磁気特性/磁性材料/表面分析/コバルト/シリコン/スピン/レーザー/酸化物/第一原理/第一原理計算/電子顕微鏡/透過電子顕微鏡/二酸化炭素/半導体/微細加工/微細加工技術/結晶構造/ナトリウム/ルテニウム
他の関係分野：情報学環境学数物系科学総合理工工学総合生物農学
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発表日：2026年4月24日
2
分子の折りたたみが導く多様なメゾスコピック有機素材
立体的に複雑な分子の自己組織化によるチューブ構造構築を実現
千葉大学国際高等研究基幹の矢貝史樹 教授、大阪大学大学院基礎工学研究科の五月女光 助教、東京科学大学物質理工学院のMartin Vacha 教授、北里大学の渡辺豪 教授、Keele大学のMartin J. Hollamby 講師を中心とする青山学院大学、物質・材料研究機構（NIMS）の研究チームは、タンパク質が生体内で行っている「折りたたみ」を介した自己集合過程をヒントに、有機分子を使って「折りたたみ」を介した自己集合を起こす仕組みを調査しました。その結果、立体的に複雑な構造を持つ発光性分子が、自発的な折りたたみによって適切な...
キーワード：スーパーコンピュータ/光エネルギー/中性子/内部構造/スペクトル/π電子/分子構造/アントラセン/自己組織/ナフタレン/高分子/自己集合/分子集合体/励起エネルギー移動/光合成/有機分子/ACT/エネルギー移動/人工光合成/発光材料/有機材料/ベンゼン/材料設計/シミュレーション/ポリマー/原子間力顕微鏡/電子顕微鏡/電子顕微鏡観察/動力学/分子動力学/ナノチューブ/生体内/組織化/生体分子/分子集合/分子設計
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
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発表日：2026年4月3日
3
光で「分解」を自在にオンオフできる 賢いプラスチックを開発
丈夫さと分解性の両立を分子レベルで解明し、光によるQRコード描画にも成功
大阪大学大学院理学研究科の大学院生・Zhou Xinさん（博士後期課程）、Liu Jiaxiong特任研究員（常勤）、山岡 賢司助教、髙島 義徳教授らの研究グループと大阪大学大学院工学研究科の菅原 章秀助教、宇山 浩教授らの研究グループ、さらに山形大学大学院有機材料システム研究科の松葉 豪教授らの研究グループは、光を当てるだけで分解の進み方を切り替えられる新しい高分子材料を開発しました（図1）。プラスチックなどの高分子材料は、「丈夫で長持ちする」ことが求められる一方で、「不要になったら分解できる」ことも重要です。しかし、これらは丈夫にすると分解しにくくなり、分解しやすくすると弱くなって...
キーワード：温室効果ガス/温室効果/エステル/シクロデキストリン/ポリエステル/光応答性/酵素分解/高分子/トレードオフ/光応答/材料科学/生分解/有機材料/持続可能/光照射/紫外線/持続可能な開発/材料設計/パターニング/プラスチック/環境負荷/高分子材料/資源循環/耐久性/生分解性/環境応答/寿命
他の関係分野：環境学数物系科学化学生物学工学農学
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発表日：2026年3月11日
4
インプラントの安全性を「腐食×毒性」で予測する新指標 VITA Index を開発
金属イオン溶出から合金の細胞適合性を定量評価、合金設計を加速
大阪大学大学院工学研究科の松坂匡晃助教、松垣あいら准教授、中野貴由教授の研究グループは、金属インプラント材料の安全性評価において重要な指標となる細胞適合性を、「腐食による金属イオン溶出速度」と「溶出イオンの細胞毒性」から定量的に予測できる新しい指標 「VITA Index」 を開発しました。人工関節や骨固定デバイスなどの金属製インプラントは、体内に埋め込まれると生体環境下で徐々に腐食し、微量の金属イオンが周囲の組織へ溶出します。この金属イオンが周囲の細胞に与える影響は、インプラントの長期的な生体安全性を左右する重要な要因です。しかしこれまでの評価では、腐食試験と毒性試験は独立して実施さ...
キーワード：スループット/人工知能（AI）/医療機器/金属元素/定量評価/持続可能/持続可能な開発/チタン/合金設計/材料設計/ステンレス鋼/チタン合金/安全性評価/金属イオン/金属材料/大規模計算/電気化学/ハイスループット/関節/細胞毒性/人工関節/インプラント/線維芽細胞/スクリーニング/骨芽細胞
他の関係分野：情報学複合領域環境学工学総合生物
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発表日：2026年2月12日
5
体の奥まで届く光を、分子の「形」で生み出す
“お椀型分子”による高効率近赤外発光の実現
大阪大学大学院工学研究科の大学院生のHan Junyiさん（博士後期課程 研究当時）、燒山佑美准教授、武田洋平准教授、櫻井英博教授、同大学先導的学際研究機構の大久保敬教授、同大学大学院基礎工学研究科の岸亮平准教授、慶應義塾大学の酒井隼人専任講師、羽曾部卓教授らの研究グループは、お椀型分子骨格をもつ新しい近赤外発光分子を開発し、非極性溶媒中で66％を超える高い量子収率を得ることに成功しました（図1）。本研究では、「曲がった分子構造」を積極的に活用することで、従来困難であった光のふるまいを実現しています。近赤外光は、生体を透過しやすく背景ノイズが少ないことから、医療イメージングや光デバイス...
キーワード：学際研究/光物性/時間分解/時間分解分光/物質科学/ノイズ/電子スピン共鳴/スペクトル/近赤外/りん光/発光スペクトル/分子構造/芳香族/励起状態/励起状態ダイナミクス/芳香族分子/有機分子/電荷分離/アミン/光デバイス/赤外光/電子デバイス/発光材料/有機材料/持続可能/省エネ/持続可能な開発/材料設計/電子状態/スピン/ダイナミクス/光プローブ/省エネルギー/電荷移動/TPA/生体イメージング/プローブ/近赤外光/蛍光プローブ/受容体
他の関係分野：環境学数物系科学化学総合理工工学
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発表日：2026年2月4日
6
＼「骨に近い柔らかさ」を持つ次世代インプラント材料へ大きな一歩／ 結晶構造変化の前兆を利用した生体用合金の新設計原理
チタン合金を柔らかくする原子運動を解明
大阪大学大学院工学研究科の多根正和教授らの研究グループは、インプラント材料として重要な体心立方（bcc）型チタン合金において、その低ヤング率化の起源が、別のより安定な結晶構造への相転移の前触れとして生じる活発な原子運動による応力緩和であることを、世界で初めて解明しました。本研究では、新たな生体用インプラント材料として有望視されているチタン-ニオブ（Ti-Nb）合金を用い、室温から極低温域(約-250℃)までの幅広い温度範囲で、ヤング率と応力緩和によるエネルギー散逸を精密に測定しました。これにより、Ti-Nb合金は通常の金属材料とは異なり、－120℃付近でヤング率が大きく低下するという特...
キーワード：高齢化社会/相転移/弾性率/材料科学/生体適合性/高齢社会/持続可能/持続可能な開発/チタン/ニオブ/マルテンサイト/ヤング率/材料設計/シミュレーション/チタン合金/ナノスケール/応力緩和/極低温/金属材料/耐食性/動力学/分子動力学/結晶構造/MDシミュレーション/超高齢社会/関節/人工関節/ゆらぎ/インプラント/構造変化/高齢化/手術/生活の質/生体材料
他の関係分野：複合領域数物系科学化学工学農学
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発表日：2026年1月23日
7
量子物質に新たな境界線
磁性を生み出す近藤効果を実証
大阪公立大学大学院理学研究科の山口 博則准教授、冨永 悠大学院生（研究当時）、埼玉医科大学の古谷 峻介講師、大阪大学大学院理学研究科の木田 孝則助教、萩原 政幸教授、防衛大学校の荒木 幸治講師らの研究グループは、有機ラジカルとニッケルを組み合わせた有機無機ハイブリッド磁性体を用いて、量子スピンがネックレス状に連なる新しいタイプの近藤ネックレスの実現に成功しました。本研究では、量子物質において知ら...
キーワード：コンピューティング/強磁場/近藤格子/近藤効果/磁気秩序/重い電子/重い電子系/物質科学/物性物理/量子スピン/量子情報/量子相関/量子相転移/量子臨界現象/臨界現象/固体物性/相転移/磁場/量子ビット/磁性体/有機ラジカル/熱力学/量子コンピューティング/材料設計/スピン/構造設計/結晶構造/カップリング/ラジカル
他の関係分野：情報学数物系科学総合理工工学農学
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発表日：2026年1月23日
8
２つの架橋により強粘着と易解体を実現
“強いのに柔らかい”引っ張って剥がして繰り返し使える粘着剤
大阪大学大学院理学研究科の大学院生・小鯖翔さん（博士後期課程）、山岡賢司助教、髙島義徳教授とリンテック株式会社の研究グループは、ディスプレイ用途の粘着剤に求められる「段差追従性」「接着信頼性」「易解体性」を同時に満たす新規材料を提案しました。本研究では、ドーナツ型の環状分子であるシクロデキストリンをグラフトした高分子と、その空孔に別の高分子が貫通した高分子編み込み（KP）構造に、アルミニウムイオンによるキレート架橋を導入した複合架橋材料を設計しました。その結果、本材料が、KP構造に由来する優れた...
キーワード：タブレット/ガラス転移/内部構造/埋め込み/エラストマー/シクロデキストリン/ディスプレイ/フィルム/液晶/高分子/材料科学/樹脂/ガラス転移温度/持続可能/持続可能な開発/発光ダイオード（LED）/じん性/材料設計/アルミニウム/クリープ/ポリマー/リサイクル/応力緩和/高分子材料/廃棄物/組み換え/機能材料/スマートフォン
他の関係分野：複合領域数物系科学化学工学総合生物農学
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発表日：2025年11月30日
9
光で確かめた金結晶表面のスピンの向き
新しい2次元スピン検出方式で、表面電子のスピンの方向を可視化し決定
自然科学研究機構分子科学研究所／総合研究大学院大学の松井文彦教授と佐藤祐輔助教、自然科学研究機構分子科学研究所の下ヶ橋龍之介特任助教、萩原健太特任研究員（IMSフェロー）、大阪大学産業科学研究所 菅滋正招へい教授（大阪大学名誉教授）の研究チームは、UVSORの放射光と光電子運動量顕微鏡（PMM）にスピンローテーターと2次元スピンフィルターを組み合わせ、金(Au(111))表面ラシュバ状態のスピン配向を符号付きで決定しました。2次元スピン差分データにより、外側バンドは時計回り、内側バンドは反時計回りであることを直接示し、さらに法線入射の真空紫外光による...
キーワード：表面状態/軟X線/放射光/極端紫外光/検出器/トポロジカル/ラシュバ効果/メモリ/真空紫外光/材料設計/単結晶/電子状態/スピン/スピントロニクス/センサー/装置開発/低消費電力/半導体/マッピング/ショック
他の関係分野：数物系科学総合理工工学農学
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発表日：2025年11月18日
10
リチウムイオン電池の充放電反応の決定因子を発見！
高性能化に向けた電解液の数値設計が可能に
大阪大学産業科学研究所の近藤靖幸助教、山田裕貴教授らと、ダイキン工業株式会社の山崎穣輝博士らの研究グループは、リチウムイオン電池の負極に用いられる黒鉛の充放電反応を設計する上で、「電解液中のリチウムイオン化学ポテンシャル」（リチウムイオンの安定性）が重要な指標であることを世界で初めて明らかにしました。リチウムイオン電池の高性能化に向けた新たな電解液を用いた電池の開発においては、黒鉛負極の充放電反応を良好に起こすことが条件となっています。そのためには、リチウムイオンを溶媒から分離させ（脱溶媒和）、黒鉛へ挿入させる必要があります。しかし、それを可能にする電解液の定量的な設計指針はこれまで見...
キーワード：再生可能エネルギー/イオン化/溶媒和/リチウムイオン電池/高電圧/電解液/持続可能/ボトルネック/持続可能な開発/固体電解質/材料設計/電池/トリチウム/フッ素/リチウム/高効率化/黒鉛/自動車/長寿命化/電解質/電気自動車/インフォマティクス/エチレン/寿命/スマートフォン
他の関係分野：環境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11月12日
11
バナジウム触媒と光が奏でる新たな合成法
副生成物は水のみ！医薬品開発に有用なNOBIN分子のグリーン不斉合
大阪大学産業科学研究所の滝澤忍教授、Mohamed S. H. Salem特任助教（常勤）、Muthu Karuppasamy招へい研究員（日本学術振興会外国人特別研究員）らの研究グループは、「バナジウム触媒」と「光」（LED照射）とを組み合わせることで、2-ナフトールと2-ナフチルアミンとの酸化的不斉ヘテロカップリング反応のみが進行する新反応を開発しました。この方法により医薬資源供給に有用なN...
キーワード：環境調和/カップリング反応/キラル/光学活性/高分子/不斉合成/有機合成化学/有機分子触媒/電荷移動錯体/有機分子/分子触媒/アミン/バナジウム/金属触媒/デジタル化/持続可能/省エネ/持続可能な開発/発光ダイオード（LED）/材料設計/環境負荷/高分子材料/省エネルギー/生産性/電荷移動/廃棄物/カップリング/カチオン/ラジカル/医薬品開発/合成化学/触媒的不斉合成/創薬/配位子/不斉触媒/有機合成/誘導体
他の関係分野：化学総合理工工学
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発表日：2025年10月5日
12
単純な酸化処理で層状クロム酸化物薄膜の電気抵抗が20万分の1に！
次世代メモリデバイス開発への新たな一歩
遷移金属酸化物には結晶構造や化学組成の違いによって性質が大きく変わる材料が多く存在します。なかでも、酸素の出入り（脱挿入）によって電気抵抗率が大きく変化する材料は、次世代メモリーや高感度センサーなどへの応用が期待されています。東京都立大学大学院理学研究科の岡大地准教授、大阪大学大学院基礎工学研究科のZhaochen Maさん（大学院生）、東北大学大学院理学研究科の福村知昭教授（東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）兼務）、同大学多元物質科学研究所の組頭広志教授（高エネルギー加速器研究機構（KEK）兼務）らの研究グループは、単純な酸化処理によって室温での電気抵抗率が約20万分の１...
キーワード：AI/人工知能（AI）/パルス/バンド構造/高エネルギー/遷移金属酸化物/低次元/電子相関/物質科学/閉じ込め/SPring-8/加速器/放射光/化学組成/磁場/混合原子価/パルスレーザー/材料科学/クロム/酸素欠損/電子物性/遷移金属/ペロブスカイト/メモリ/温度依存性/エピタキシャル/エピタキシャル薄膜/パルスレーザー堆積法/材料設計/酸化物薄膜/電気抵抗/電気伝導/電子状態/センサー/レーザー/機能性材料/金属材料/金属酸化物/酸化物/シナプス/機能性/結晶構造
他の関係分野：情報学数物系科学総合理工工学総合生物農学
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発表日：2025年8月9日
13
分子性導体の電子状態を レーザー光電子分光で捉えた！
次世代物性デバイス材料設計を開拓する新技術
大阪大学大学院基礎工学研究科の木須孝幸准教授、水上昂紀さん（博士後期課程）、関山明教授らの研究グループは、同研究科の石渡晋太郎教授、東京大学大学院工学系研究科 宮川和也助教、同大学大学院新領域創成科学研究科 鹿野田一司特任研究員らとの共同研究により、光電子分光によって分子性導体の超伝導状態の電子を直接捉えることに世界で初めて成功しました。これまで、電子状態を直接観測できる光電子分光法による分子性導体の電子構造の研究は、励起光によるラディエーションダメージ（照射損傷）が大きいことからほとんど行われていませんでした。今回、研究グループは、低エネルギーレーザーを励起光として用いる光電子分光装...
キーワード：光電子分光/高温超伝導体/対称性/超伝導ギャップ/超伝導体/銅酸化物/銅酸化物高温超伝導体/超伝導/光電子分光法/分子性導体/電子物性/電子分光/高温超伝導/酸化物高温超伝導体/持続可能/持続可能な開発/材料設計/単結晶/電子構造/電子状態/レーザー/酸化物/照射損傷/数値解析/表面処理/SPECT
他の関係分野：数物系科学化学総合理工工学
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発表日：2025年3月24日
14
ハイエントロピー合金をより強化する 新たなセル界面構造の発見
3Dプリンティング材料設計の新展開
東京大学大学院工学系研究科のチェンハン特任研究員、江草大佑助教、阿部英司教授は、大阪大学大学院工学研究科の中野貴由教授らによる研究グループと共同で、先進的な3Dプリンティングにより造形されたハイエントロピー合金（HEA）において、材料強度の向上を実現するサブミクロンスケールの新しいセル界面構造を発見しました。この構造は、3Dプリンティングに特有の...
キーワード：産学連携/金属元素/結晶格子/エントロピー/異方性/相分離/材料強度/融点/エネルギー消費/機械的特性/3Dプリンティング/動的挙動/界面構造/材料設計/ナノスケール/ひずみ/金属材料/形状制御/構造制御/耐久性/機能制御/機能材料/インプラント
他の関係分野：複合領域環境学数物系科学工学総合生物農学
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発表日：2025年3月17日
15
光で変形する分子が“芳香族性”を獲得する瞬間を初観測
超高速計測で明らかにした段階的な平面化プロセス
分子科学研究所／総合研究大学院大学の米田勇祐助教、倉持光准教授、大阪大学大学院理学研究科の齊藤尚平教授、京都大学理学研究科の須賀健介大学院生、小西智暉大学院生（研究当時）らの研究グループは、励起状態芳香族性を示す分子が光照射後に構造変化を起こす過程を、フェムト秒（10-15秒）過渡吸収分光と時間分解インパルシブ誘導ラマン分光法（TR-ISRS）を用いて詳細に調べました。その結果、数百フェムト秒以内に大きな電子状態の変化が生じた後、ピコ秒（10-12秒）の時間スケールで平面化が段階的に進むことを初めて直接観測しました。さらに量子化学計算を組み合...
キーワード：産学連携/光エネルギー/パルス/時間分解/時間分解分光/非平衡/非平衡状態/量子化/ラマンスペクトル/スペクトル/振動スペクトル/分子構造/芳香族/量子化学/励起状態/量子化学計算/光エネルギー変換/光応答性/光応答/ラマン/光機能性材料/パルスレーザー/光機能/光励起/超短パルス/光照射/材料設計/電子状態/センサー/ダイナミクス/ピコ秒/フェムト秒/レーザー/機能性材料/光プローブ/周波数/超短パルスレーザー/エネルギー変換/機能性/ラマン分光/ラマン分光法/生体イメージング/分子機能/ナノテクノロジー/イミン/プローブ/蛍光プローブ/構造変化/分子設計
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