大阪大学 研究シーズ|
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研究キーワード：大阪大学における「ナノスケール」 に関係する研究一覧：16件
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発表日：2026年4月14日
1
「光らない」常識を覆す！アゾベンゼン微粒子から鋭い発光を世界初観測
次世代光デバイスへの重要な一歩
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るアゾベ...
キーワード：スーパーコンピュータ/プログラミング/最適化/スペクトル解析/時間分解/物質科学/相転移/スペクトル/近赤外/発光スペクトル/分子構造/光応答性/自己集合/光応答/有機分子/共振器/光スイッチ/光スイッチング/光デバイス/双極子/発光材料/トルエン/ベンゼン/光照射/単結晶/ナノスケール/マイクロ/レーザー/結晶化/光共振器/積層構造/微粒子/X線構造解析/光学顕微鏡/結晶構造/層構造/SPECT/超分子/寿命/アゾベンゼン/バイオイメージング/リプログラミング/蛍光色素/光異性化/構造変化/誘導体
他の関係分野：情報学数物系科学化学生物学総合理工工学総合生物農学
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発表日：2026年2月25日
2
化学の力で自動開閉する世界初の動くナノポア
次世代バイオセンシングやスマートドラッグデリバリーに新たな道
大阪大学産業科学研究所の筒井真楠准教授・川合知二招へい教授、東京大学大学院工学系研究科の大宮司啓文教授・徐偉倫准教授、イタリア技術研究所（IIT）のDenis Garoli研究員らによる国際共同研究チームは、電圧に応答してナノメートルサイズの孔が自律的に開閉する固体ナノポアの開発に成功し、その成果が学術誌『Nature Communications』にて2月18日（水）19時（日本時間）に公開されます。従来の固体ナノポアは、一度穴を加工すると大きさが固定され、利用の過程でサイズを調整したり、動作させたりするという発想すら存在していませんでした。本研究では、ナノポア内部で...
キーワード：最適化/環境汚染/化学物質/環境汚染物質/水溶液/遺伝情報/塩基配列/マンガン/持続可能/バイオセンシング/持続可能な開発/シリコン/センサー/センシング/ナノサイズ/ナノスケール/ナノメートル/金属イオン/析出物/電解質/半導体/リン酸/バルブ/早期診断/アミノ酸/創薬/副作用/感染症/個別化医療
他の関係分野：情報学環境学数物系科学生物学工学農学
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発表日：2026年2月4日
3
＼「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
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発表日：2026年1月9日
4
＼AIがナノロボットを創る？！／ AI×走査型プローブ顕微鏡で単原子を室温で操作
大阪大学大学院基礎工学研究科システム創成専攻 DIAO ZHUO（刁琢）助教、奥山純矢さん（研究当時：大学院博士前期課程）、同研究科附属極限科学センター 阿部真之教授らの研究グループは、AIの手法を走査型プローブ顕微鏡（Scanning Probe Microscopy; SPM）に組み込み、自律的に試料表面の単一原子を動かすことや取り上げることを可能にする技術を開発しました。AIが測定試料表面の状態を原子レベルで把握し、測定装置自身の状態を判断しながら、必要に応じて修正や調整を行い、自律的に個々の単原子を操作します。これまでのいわゆる自動計測とは異なり、人間に代わりAIが実験研究をす...
キーワード：画像認識/言語モデル/人工知能（AI）/熱揺らぎ/揺らぎ/構造形成/プローブ顕微鏡/原子操作/材料科学/超高真空/反応制御/シリコン表面/持続可能/分光測定/持続可能な開発/局所構造/原子配列/シリコン/ナノスケール/ロボット/極低温/自動化/自動計測/酵素反応/ナノテクノロジー/プローブ/ラット
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発表日：2025年12月23日
5
有機太陽電池材料の新たな知見
ナノ構造の違いが光による電荷の動きに影響を及ぼす
有機薄膜太陽電池は軽量で柔軟かつ加工が容易なため、さまざまな応用が期待されています。発電には光で生じた電荷（ホールと電子）を効率よく分離して取り出す必要があり、その役割を担うのがp型有機半導体・n型有機半導体と、両者が接するp/nヘテロ接合界面です。その界面と電荷移動パスを適切に制御することが重要なため、p型とn型の半導体成分を同一分子に組み込み、自発的な集積（自己組織化）によりp/nヘテロ接合を形成させる手法が注目されています。しかし、単一分子の自己組織化は複雑で、最適なナノスケールのp/nヘテロ接合を得ることが難しいという課題がありました。大阪公立大学大学院工学研究科の前田 壮志准...
キーワード：最適化/時間分解/揺らぎ/X線回折/核形成/電気伝導度/輸送特性/スペクトル/太陽/分子構造/自己組織/ナフタレン/吸収スペクトル/広角X線回折/有機太陽電池/有機薄膜太陽電池/有機半導体/光電流/ファイバー/接合界面/キャリア/光励起/単一分子/電子デバイス/分子配列/有機薄膜/ボトムアップ/秩序構造/電荷輸送/ナノファイバー/光電変換/太陽電池/電気伝導/電池/AFM/ナノスケール/ナノ構造/ナノ粒子/マイクロ/マイクロ波/移動度/原子間力顕微鏡/自己集積/電荷移動/電子顕微鏡/透過型電子顕微鏡(TEM)/動特性/半導体/スクアレン/結晶性/組織化/アレン
他の関係分野：情報学数物系科学化学総合理工工学農学
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発表日：2025年9月30日
6
高い光学異方性を備えた極細幅の無機ナノリボンを実現
絶縁性のナノ空間を反応場とした精密合成
東京大学大学院新領域創成科学研究科の中西勇介准教授、東京都立大学大学院理学研究科の田中拓実大学院生（研究当時）、古澤慎平大学院生（研究当時）、遠藤尚彦大学院生、名古屋大学大学院理学研究科の相崎元希大学院生（研究当時）、産業技術総合研究所材料・化学領域材料基盤研究部門の佐藤雄太研究グループ長、千賀亮典主任研究員、大阪大学産業科学研究所の末永和知教授、物質・材料研究機構ナノアーキテクトニクス材料研究センターの宮田耕充グループリーダーらの研究チームは、絶縁体かつ熱的・化学的に安定な窒化ホウ素（BN）ナノチューブを反応場として利用し、数ナノメートル（10億分の1メートル）幅の二硫化モリブデン（MoS₂...
キーワード：光検出器/対称性/二次元物質/テクトニクス/ラマンスペクトル/異方性/輸送特性/スペクトル/検出器/モリブデン/反応場/カルコゲナイド/ナノ物質/ラマン/気相反応/遷移金属/テンプレート/トランジスタ/リソグラフィー/可視光/絶縁体/遷移金属ダイカルコゲナイド/層状物質/電子デバイス/二硫化モリブデン/TMD/構造モデル/原子配列/電子構造/カーボン/カーボンナノチューブ/グラフェン/シリコン/センサー/ナノスケール/ナノメートル/ナノ空間/ひずみ/結晶方位/構造制御/電子顕微鏡/熱処理/半導体/ナノチューブ/ホウ素/層構造/ラマン分光
他の関係分野：数物系科学化学総合理工工学総合生物農学
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発表日：2025年8月21日
7
ナノスケールの薄膜に 磁石などの「新機能」を埋め込む新たな手法
大阪大学産業科学研究所の森田利明さん（大学院基礎工学研究科博士後期課程）、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・教授)らの研究グループは、原子の間隔を人工的に操ったナノ薄膜をつくることに成功し、このナノ薄膜に磁石の性質など新たな機能が内蔵できることを実証しました。原子の間隔を人工的に操った状態でナノ薄膜を成膜する手法は少なく、その限られた手法にも、様々な制約がありました。今回、研究グループは、柔軟性のある基材をあらかじめ伸長し、その上に磁石の性質を示すナノ薄膜を成膜しました。成膜後に基材を自然長に戻すことで、ナノ薄膜の原子の間隔が...
キーワード：人工知能（AI）/結晶格子/超伝導体/物質科学/異方性/放射光/超伝導/ポリイミド/磁気異方性/磁性体/フレキシブル/フレキシブルエレクトロニクス/誘電体/アモルファス/エピタキシャル/インタラクティブ/コバルト/スパッタリング/スピン/スピントロニクス/ナノスケール/ナノメートル/ひずみ/積層構造/半導体/結晶構造/結晶性/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
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発表日：2025年6月26日
8
金属3Dプリンティング特有の「セル組織」が高強度の理由！
従来の力学機能を超えるカスタム機能制御に道
大阪大学大学院工学研究科の菊川泰地さん（博士前期課程）、石本卓也特任教授、中野貴由教授らの研究グループは、金属3Dプリンティング技術によって自発的、階層的、かつ特異的に形成される、マイクロメートルスケールの結晶学的ラメラ構造と、ナノメートルサイズのセル組織の強度への寄与を、定量的に個別解析し、セル組織（セル特異界面）が極めて大きな強化をもたらす因子であることを明らかにしました。寄与を個別に解明するため、① セル組織は熱処理によって、② ラメラ構造は特異なスキャンストラテジーの設計によって、独立に消去する方法を樹立しました。その結果、ラメラ構造の存在は数％の強度上昇である一方で、セル組織...
キーワード：3Dデータ/異方性/材料科学/粒成長/持続可能/3Dプリンティング/持続可能な開発/社会基盤/動的挙動/単結晶/ナノスケール/ナノメートル/マイクロ/金属材料/軽量化/結晶方位/組織制御/熱処理/機能制御/機能材料/機能性
他の関係分野：情報学数物系科学工学総合生物農学
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発表日：2025年6月17日
9
ルイ・パスツールもきっと驚く！？ 左右を選別するナノ光ピンセットによる キラル結晶化制御の可能性を示唆
キラリティという、右手と左手の関係のように鏡合わせの構造同士が異なる性質は、自然界に普遍的に存在し、生命の起源、創薬やスピントロニクスとも関わる重要な性質です。東北大学多元物質科学研究所の新家寛正助教と中川勝教授らの研究グループはこれまでに、...
キーワード：電気通信/空間分布/クロスオーバー/スピン偏極/水溶液/物質科学/保存量/核形成/生命の起源/素粒子/銀河/磁場/分子構造/構造形成/キラル/らせん構造/機能性分子/生細胞/円偏光/磁性ナノ粒子/有機分子/分子クラスター/ナノ結晶/ナノ構造体/誘電体/省エネ/光照射/秩序構造/熱力学/スピン/スピントロニクス/ナノスケール/ナノメートル/ナノ空間/ナノ構造/ナノ粒子/レーザー/解析モデル/屈折率/結晶化/省エネルギー/数値解析/微粒子/光ピンセット/近接場/マッピング/機能性/結晶構造/ランドスケープ/ナトリウム/骨髄/不均一性/アミノ酸/サリドマイド/創薬/多発性骨髄腫/細菌
他の関係分野：情報学環境学数物系科学化学総合理工工学総合生物農学
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発表日：2025年6月4日
10
＼原子を「素手」で操作するメタバース実験室／ バーチャル・リアリティ×走査型プローブ顕微鏡による 混合現実（MR）実験システムを開発
大阪大学大学院基礎工学研究科システム創成専攻 DIAO ZHUO（刁琢）助教、附属極限科学センター 阿部真之教授らの研究グループは、バーチャル空間と実験室の現実空間をスムーズに行き来できる混合現実（Mixed Reality; MR）実験システムを開発し、目の前に5千万倍率で投影したシリコン原子を、直感的に観察したり動かしたりすることを可能にしました（図１）。この新しい実験システムでは、研究者が特殊なヘッドセットを装着することで、実験室の現実世界と仮想空間をシームレスに行き来できます。最大の特徴は、手のジェスチャーだけで原子を「見て」「触って」「動かす」ことができる点です。従来は複雑な...
キーワード：インターフェース/データ駆動/仮想空間/触覚フィードバック/バーチャル・リアリティ/フレームワーク/言語モデル/最適化/人工知能（AI）/揺らぎ/プローブ顕微鏡/原子操作/超高真空/シリコン表面/持続可能/分光測定/持続可能な開発/局所構造/エンジン/シリコン/デジタルツイン/ナノスケール/ナノメートル/ナノ計測/フィードバック/異常検知/極低温/自動化/ジェスチャー/ナノテクノロジー/プローブ/コミュニティ
他の関係分野：情報学数物系科学総合理工工学総合生物
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発表日：2025年5月12日
11
電子の地図が決めていた、“渦”のサイズ
世界最小スキルミオンの誕生メカニズムを解明
東京大学物性研究所のYuyang Dong大学院生（同大学大学院理学系研究科物理学専攻博士課程）（いずれも研究当時）と近藤猛准教授らの研究グループは、同研究所の木下雄斗特任助教、徳永将史教授、大阪大学大学院理学研究科の越智正之准教授、東京都立大学の松田達磨教授、北海道大学の速水賢教授らの研究グループと共同で、世界最小のスキルミオンが発現することで知られる物質GdRu₂Si₂において、スキルミオンの源となる、らせん状のスピン構造(らせんスピン...
キーワード：スピン密度波/トポロジー/パルス/パルス磁場/フェルミ面/幾何学/擬ギャップ/強い相互作用/光電子分光/磁気構造/磁気秩序/対称性/反強磁性/物質科学/量子情報/量子情報処理/放射光/磁場/スキルミオン/空間反転対称性/磁性体/電子分光/メモリ/強磁性/省エネ/ドメイン構造/電子構造/スピン/スピントロニクス/ナノスケール/ナノメートル/温度制御/第一原理/第一原理計算/低消費電力/機能性/結晶構造/スキル
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3月27日
12
有機材料中の水素と重水素の分布を 単一分子スケールで識別することに成功
新たな電子線分光技術により、分子や結合位置の特定に効力
プラスチックや有機半導体など高機能有機材料の特性を精緻に制御するには、材料内部の微細構造を分子レベルで解明することが不可欠です。しかし、これまで有機材料中の化学結合や分子の位置を分子レベルで特定できる技術がありませんでした。東北大学多元物質科学研究所の陣内浩司教授と宮田智衆講師ら、産業技術総合研究所ナノ材料研究部門の千賀亮典主任研究員、大阪大学産業科学研究所の末永和知教授、防衛大学校応用物理学科の萩田克美講師のグループは、電子線による分子振動マッピング法を独自に開発し、炭素に対する水素と重水素の化学結合の違いを見分けることで、有機材料中に存在する重水素標識分子の空間分布を3 nmの分解...
キーワード：産学連携/空間分布/分析技術/化学物質/磁気共鳴/中性子散乱/表面エネルギー/物質科学/安定同位体/中性子/同位体/内部構造/スペクトル/重水素/振動スペクトル/共重合体/スチレン/ピリジン/ブロック共重合体/ポリスチレン/液晶/共重合/高分子/有機半導体/電子線/樹脂/走査透過型電子顕微鏡/電子エネルギー損失分光/単一分子/分子振動/有機材料/EELS/STEM/局所構造/ナノスケール/ナノメートル/ナノ材料/プラスチック/高分子材料/水素化/電子顕微鏡/電子顕微鏡法/動力学/半導体/微細構造/分解能/分子動力学/分子動力学法/マッピング/SPECT/空間分解能/MRI/核磁気共鳴/官能基/生体高分子
他の関係分野：複合領域環境学数物系科学化学総合理工工学農学
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発表日：2025年3月27日
13
＼AIが実験室の主役に！／ 大規模言語モデル×SNS×走査型プローブ顕微鏡で 人間に代わりAIが実験研究を行う革新技術
大阪大学大学院基礎工学研究科システム創成専攻 DIAO ZHUO（刁琢）助教、附属極限科学センター 阿部真之教授らの研究グループは、大規模言語モデル（LLM）であるChatGPTとソーシャル・ネットワーキング・サービス（SNS）であるSlackを走査型プローブ顕微鏡（Scanning Probe Microscopy; SPM）に組み込み、人間の指示をChatGPTに判断させ、実験を実行させることで、試料表面の単一原子をイメージングできる技術を開発しました（図１）。これは、これまでのいわゆる自動計測とは異なり、人間に代わりAIが実験研究をする新技術です。つまり、文法的に曖昧な表現であっ...
キーワード：ネットワーキング/AI/SNS/ソーシャルネットワークサービス（SNS）/言語モデル/自然言語/情報学/人工知能（AI）/産学連携/揺らぎ/スペクトロスコピー/プローブ顕微鏡/持続可能/持続可能な開発/ナノスケール/極低温/自動化/自動計測/技術革新/プローブ/生体分子
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学総合理工工学農学
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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
金属3Dプリンタが切り拓くモノづくりの新時代！ 純金属混合粉末×金属3Dプリンタで ハイエントロピー合金を実現
ワンプロセスで合金製造する新手法
大阪大学大学院工学研究科の小笹良輔助教、Gokcekaya Ozkan（ゴクチェカヤ オズカン）助教、中野貴由教授らの研究グループは、レーザを熱源とする金属3Dプリンタが、金属材料の高機能化に必須の合金化と組織制御、さらには形状制御を同時（ワンプロセス）に実現できることを初めて実証しました。これまでに金属３Dプリンタは、レーザによる選択的な金属粉末の溶融凝固を繰り返すことで、任意形状をもつ３次元の構造物を作製できる手法として知られてきました。今回、研究グループは、5種類の純金属粉末を同時に溶融し、金属3Dプリンタの特徴である極めて高い冷却速度（最大107 ℃/s）を駆使した超急冷凝固を...
キーワード：3次元形状/最適化/情報学/産学連携/金属元素/結晶格子/エントロピー/異方性/結晶粒微細化/融点/タングステン/固溶体/微細化/持続可能/持続可能な開発/動的挙動/エピタキシャル/チタン/ヤング率/シミュレーション/ナノスケール/金属材料/形状制御/結晶成長/結晶方位/組織制御/耐食性/機能制御/機能材料/機能性
他の関係分野：情報学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2月19日
16
二次元材料上で二酸化バナジウムの超薄膜化に成功！
安価で柔軟な次世代エレクトロニクス用材料の合成技術
大阪大学産業科学研究所の余博源さん（大学院基礎工学研究科博士後期課程）、田中秀和教授、物質・材料研究機構の渡邊賢司博士、谷口尚博士らの研究グループは、二次元材料のひとつである六方晶窒化ホウ素（hBN）の上に、パルスレーザ蒸着法を用いて二酸化バナジウム（VO2...
キーワード：ユビキタス/学際研究/パルス/物質科学/六方晶窒化ホウ素/超薄膜/スペクトル/二次元材料/ラマン/強相関/バナジウム/ナノデバイス/フレキシブル/半導体デバイス/半導体材料/微細化/有機材料/持続可能/持続可能な開発/半導体産業/単結晶/グラフェン/シリコン/スピン/ナノスケール/ナノメートル/酸化物/積層構造/半導体/光学顕微鏡/ホウ素/結晶構造/層構造/スマートフォン
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