大阪大学研究Discovery Saga

東京大学大学院理学系研究科のTsai Hanshen特任助教、松田拓也特任助教（研究当時）、中辻知教授らの研究グループは、同研究科有田亮太郎教授（兼：理化学研究所創発物性科学研究センターチームディレクター）、同大学大学院工学系研究科の竹中充教授、清水宏太郎助教、飯塚哲也教授、および同大学物性研究所の三輪真嗣准教授、ならびに理化学研究所創発物性科学研究センターの近藤浩太上級研究員（研究当時）（現：大阪大学先導的学際研究機構　准教授）らと共同で、...

キーワード：アーキテクチャ/インターフェース/GPU/機械学習/最適化/人工知能（AI）/学際研究/重金属/スピンホール効果/トポロジー/パルス/フォトダイオード/異常ホール効果/磁気構造/磁気秩序/多極子/反強磁性/反強磁性体/物性物理/量子コンピュータ/量子スピン/スケーリング/ホール効果/素粒子/磁場/スピントルク/トポロジカル/トポロジカル物質/光電流/磁性体/マンガン/キャリア/スピンダイナミクス/スピン軌道トルク/メモリ/強磁性/光インターコネクト/磁化反転/電子回路/不揮発メモリ/量子エレクトロニクス/省エネ/アモルファス/強磁性体/光電変換/電子状態/シリコン/スピン/スピントロニクス/ダイナミクス/トルク/ピコ秒/レーザー/省エネルギー/相変化/耐久性/低消費電力/微細加工/量子力学/結晶構造

他の関係分野：情報学環境学数物系科学総合理工工学農学

概要表示

折りたたむ

発表日：2026年5月11日

濡れた壁に高速でぶつかった粒子は強く跳ね返る

ドーム状液膜がブレーキを無効化

川崎重工業株式会社橋本拓典さん（大阪大学大学院基礎工学研究科博士後期課程）、有澤秀則さん、篠田祐司さん、大阪大学大学院基礎工学研究科杉山和靖教授の研究グループは、高速粒子衝突における液膜の影響を明らかにしました (図1)。本研究では、衝突前後の液膜形状の変化と、反発係数（反発前に対する反発後の粒子スピードの比）を調べました。特に、実験と数値シミュレーションを組み合わせて、気液界面の複雑な挙動と相変化（気化）が及ぼす影響を重点的に分析しました。その結果、衝突速度の増加に伴い、衝突後の液膜形状が「ブリッジ状」(図2(a))から「ドーム状」(図2(b))へと遷移することを見...

キーワード：数値シミュレーション/カーボンニュートラル/持続可能/省エネ/エネルギー吸収/気液界面/持続可能な開発/カーボン/キャビテーション/コーティング/シミュレーション/モーター/モデル化/運動解析/航空機/混相流/最適設計/自動車/省エネルギー/相変化/耐久性/長寿命化/微細加工/物理モデル/微細加工技術/エネルギー変換/技術革新/寿命

他の関係分野：数物系科学工学総合生物農学

概要表示

折りたたむ

発表日：2026年4月30日

水完全分解光触媒における初めてのオールインワン助触媒を実現

サステイナブルな水素社会の実現に向けて

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。東北大学大学院理学研究科の坂本良太教授らの研究グループは、導電性二次元金属有機構造体（2...

キーワード：オープンアクセス/先端技術/水溶液/X線分光/分子構造/自己組織/結晶構造解析/水素エネルギー/電子線/クロム/貴金属/金属有機構造体/酸素発生反応/前駆体/選択性/持続可能/光照射/熱力学/光触媒/水素発生/ナノメートル/金属イオン/金属酸化物/酸化物/水素製造/積層構造/耐久性/電子顕微鏡/透過電子顕微鏡/導電性/分解能/マッピング/結晶構造/層構造/高分解能/APC/組織化/ラット/創薬/配位子

他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学生物学総合理工工学農学

概要表示

折りたたむ

発表日：2026年4月14日

集積可能なLED構造での低ロス円偏光生成を実証！

電子・光状態のハイブリッド制御を駆使し、次世代光技術の実現に貢献

大阪大学大学院工学研究科の市川修平准教授、博士後期課程の村田雄生さん、小島一信教授らの研究グループは、株式会社アルバックの戸田晋太郎氏と協力し、半極性面InGaN量子井戸とストライプ型SiNₓメタサーフェスを組み合わせた新しい高効率円偏光源を開発しました。照明用高効率光源として広く普及している極性面InGaN LEDからの発光は一般に無偏光であり、無偏光から円偏光成分を抽出する従来の方式では、変換効率50%が理論限界でした。また、これまでの円偏光LEDは、「高い...

キーワード：3Dディスプレイ/ウェアラブル/拡張現実/最適化/情報通信/量子情報/量子通信/スペクトル/発光スペクトル/直線偏光/ディスプレイ/複屈折/円偏光/有機金属/走査型電子顕微鏡/MOVPE/デバイスプロセス/光センシング/持続可能/持続可能な開発/発光ダイオード（LED）/電子状態/シミュレーション/センシング/ナノ構造/マイクロ/屈折率/結晶成長/光学測定/耐久性/電子顕微鏡/半導体/量子井戸/エネルギー変換/インジウム/バイオイメージング

他の関係分野：情報学複合領域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：2026年4月3日

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

概要表示

折りたたむ

発表日：2026年3月24日

超小型・高効率な円偏光LEDが実現可能に！

円偏光成分を抽出するナノ構造が高い効率と高い偏光度を両立

大阪大学大学院工学研究科の市川修平准教授、博士前期課程の田口遥平さん、小島一信教授、株式会社アルバックの戸田晋太郎氏らの研究グループは、窒化インジウムガリウム(InGaN)発光ダイオード(LED)に周期的なナノ構造“メタサーフェス”を直接結合することで、高効率かつ超小型の円偏光デバイスが実現可能であることを明らかにしました。円偏光源は、AR（拡張現実）/VR（仮想現実）、3Dディスプレイ、量子情...

キーワード：3Dディスプレイ/ウェアラブル/拡張現実/最適化/情報通信/電流駆動/量子情報/直線偏光/ディスプレイ/トレードオフ/円偏光/走査型電子顕微鏡/デバイスプロセス/光デバイス/光記録/窒化ガリウム/半導体材料/持続可能/LED/バイオセンシング/持続可能な開発/透明性/発光ダイオード（LED）/センシング/ナノメートル/ナノ構造/屈折率/結晶成長/光学素子/耐久性/電子顕微鏡/半導体/表面構造/インジウム

他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学生物学総合理工工学農学

概要表示

折りたたむ

発表日：2026年2月25日

実用化の壁を超えるスピン力学センサの誕生

高感度・高耐久を両立する新しいフィルム型ひずみゲージ

大阪大学産業科学研究所の千葉大地教授（兼東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センターセンター長）らの研究グループは、磁性体ナノ薄膜からなる磁気トンネル接合（MTJ）素子をフレキシブル基材上に形成した「スピン力学センサ」において、実使用環境を想定した高い耐久性を世界で初めて実証しました。本研究において、フレキシブル基材上に形成したスピン力学センサに対して、10万回を超える繰り返し引っ張...

キーワード：インターフェース/磁気抵抗/元素分析/放射光/タンタル/ナノマテリアル/フィルム/磁気抵抗効果/磁性体/トンネル磁気抵抗効果/フレキシブル/メモリ/持続可能/サイバー空間/持続可能な開発/磁気特性/電気抵抗/コバルト/スピン/スピントロニクス/センシング/トンネル/ナノメートル/ひずみ/マイクロ/モニタリング/モビリティ/ロボティクス/光計測/積層構造/耐久性/低消費電力/電子顕微鏡/半導体/ホウ素/層構造/ヘルスケア

他の関係分野：情報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9月18日

骨欠損の補填材や歯科修復材の機能を向上

抗菌性と骨形成促進機能を両立させた生体材料向けガラスを開発

国立研究開発法人産業技術総合研究所（以下「産総研」という）マルチマテリアル研究部門李誠鎬主任研究員は、中部大学工学部応用化学科櫻井誠教授、大阪大学大学院工学研究科中野貴由教授、名古屋工業大学春日敏宏名誉教授と共同で、抗菌性と骨形成促進機能を両立する生体材料向けガラス（以下「生体用ガラス」という）として、MgO-ZnO-P₂O₅-SiO₂系ガラスを開発しました。生体用ガラスは、体内に入れると骨や生体組織と直接結合する生体活性を示し、骨欠損の補填材や歯周病治療用の材料、知覚過敏ケア用の材料として実用化されています。生体用ガラスのうちリン酸塩を主成分とするリン酸...

キーワード：最適化/アルカリ金属/磁気共鳴/微量元素/スペクトル/ケイ素/固体NMR/ZnO/マグネシウム/結晶化/耐久性/黄色ブドウ球菌/リン酸/抗菌活性/ホスファターゼ/生体組織/ナトリウム/抗菌性/細胞毒性/大腸/歯周病/組織工学/組織再生/in vitro/オステオポンチン/カルシウム/コラーゲン/核磁気共鳴/骨芽細胞/骨形成/細胞増殖/細胞培養/大腸菌/分化誘導/遺伝子/遺伝子発現/細菌/生体材料

他の関係分野：情報学数物系科学化学工学農学

概要表示

折りたたむ

発表日：2025年4月22日

＼鉄なのに高性能！／アミン合成を革新する高活性・高耐久性の鉄系固体触媒を開発

持続可能な社会をめざす、貴金属ゼロへの挑戦

大阪大学大学院基礎工学研究科満留敬人准教授と津田智広さん（博士後期課程３年：研究当時）らは、鉄とリンで構成されるリン化鉄ナノ結晶（Fe₂P NC）が、アミンの合成に重要な、カルボニル化合物の還元的アミノ化反応を高効率に促進させる触媒として機能することを見出しました。Fe₂P NCを酸化ジルコニウム上に担持させた触媒 (Fe₂P NC/ZrO₂) は、従来の鉄触媒(Fe/ZrO₂)の300倍以上の活性を示しました。本反応により、様々なカルボニル化合物から目的生成物である第一級アミンが高収率で得られ、反応後の触媒は高活性を維持したまま再使用することができます。本研究成果は、米国科学誌「...

キーワード：循環型社会/ナノロッド/アンモニア/水素化反応/鉄触媒/反応機構/アミン/カルボニル化/ナノ結晶/貴金属/固体触媒/触媒設計/金属触媒/持続可能/省エネ/複合化/持続可能な開発/コバルト/ナノ粒子/ポリマー/化学工学/資源循環/水素化/耐久性/電子顕微鏡/アルデヒド/ジルコニウム/合成化学

他の関係分野：環境学化学工学農学

概要表示

折りたたむ

発表日：2025年4月4日

温室効果ガスを都市ガスに変換！金属3Dプリンターで低温メタネーション自己触媒反応器を開発

炭素循環社会に貢献するCO2リサイクル技術

大阪大学大学院工学研究科KIM Hyojin特任助教、森浩亮教授、中野貴由教授、山下弘巳名誉教授、大阪大学超高圧電子顕微鏡センターの市川聡特任教授（常勤）らの研究グループは、レーザー金属3Dプリンティング技術と表面改質処理を組み合わせることで、ほぼ100％の選択性で、温室効果ガスの二酸化炭素(CO2)を都市ガスの主成分であるメタン（CH4）に変換できる金属製自己触媒反応器の作製に成功しました。従来のルテニウム（Ru）触媒を用いて同等の活性を達成するには、20気圧の加圧が必要であるのに対して、本触媒は1気圧140ºCという低温において高活性・高...

キーワード：産学連携/温室効果ガス/炭素循環/EXAFS/XAFS/異方性/温室効果/超高圧/分光学/触媒反応/ファイバー/触媒機能/層状化合物/XPS/活性種/金属触媒/選択性/カーボンニュートラル/持続可能/省エネ/3Dプリンティング/マネジメント/持続可能な開発/ナノファイバー/局所構造/微細構造解析/カーボン/3Dプリンター/その場観察/ナノ粒子/メタン/リサイクル/レーザー/化学工学/省エネルギー/新エネルギー/耐久性/天然ガス/電子顕微鏡/二酸化炭素/熱処理/熱伝導/微細構造/表面改質/カチオン/ルテニウム/コミュニケーション

他の関係分野：複合領域環境学数物系科学化学工学

概要表示

折りたたむ

発表日：2025年3月24日

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

概要表示

折りたたむ

発表日：2025年3月24日

電解液設計でプラチナ電極の劣化を抑制

グリーン水素製造の大規模普及へ前進

大阪大学産業科学研究所の片山祐准教授らの研究グループは、韓国の浦項工科大学校（POSTECH）、韓国科学技術院（KAIST）の研究グループと共同で、白金（プラチナ）電極を用いた電気化学デバイスの主たる劣化要因である電気化学的溶解反応の速度が、電解液中の「アルカリ金属カチオン」により制御できることを世界で初めて解明しました（図1）。貴金属である白金（以下Pt）は、高い電気化学的触媒性能を有している...

キーワード：最適化/情報学/産学連携/溶解速度/アルカリ金属/電気分解/貴金属/金属触媒/電解液/電気二重層/カーボンニュートラル/持続可能/持続可能な開発/電池/燃料電池/カーボン/金属イオン/酸化物/水素製造/耐久性/電気化学/二酸化炭素/カチオン

他の関係分野：情報学複合領域環境学数物系科学総合理工工学

概要表示

折りたたむ

発表日：2025年3月13日

植物に学ぶ触媒デザインで酸素発生触媒の高性能化に成功

人工光合成の実現に向けた金属錯体ポリマー材料の開発

大阪大学大学院工学研究科博士前期課程（当時）の松﨑拓実さんと正岡重行教授、東京科学大学理学院化学系の近藤美欧教授と小杉健斗助教らの共同研究チームは、東京大学物性研究所の木内久雄助教と原田慈久教授、産業技術総合研究所の研究チームと共同で、植物をヒントに、（1）身の回りに豊富に存在する鉄イオンを持ち、（2）水溶液中で駆動可能で、（3）高い耐久性と反応速度を示す酸素発生触媒を得ることに初めて成功しました。エネルギー・環境問題を背景に、人工光合成技術の開発に期待が集まっています。特に、ボトルネックとなっている...

キーワード：産学連携/X線吸収分光/水分子/水溶液/軟X線/放射光/太陽/多核金属錯体/鉄錯体/金属錯体/錯体触媒/触媒反応/反応場/光合成/太陽光/赤外吸収分光/二酸化炭素還元/マンガン/酸素発生反応/酸素分子/電気化学反応/人工光合成/選択性/持続可能/ボトルネック/還元反応/持続可能な開発/反応速度/原子配列/インピーダンス/ポリマー/環境問題/金属イオン/耐久性/電荷移動/電気化学/二酸化炭素/カルシウムイオン/反応時間/アミノ酸/カルシウム/酸化反応/電気化学測定/配位子

他の関係分野：複合領域数物系科学化学生物学総合理工工学総合生物