大阪大学研究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。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

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発表日：2026年4月14日

「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

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

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発表日：2026年2月3日

＼電極なしで半導体薄膜の電気的特性を測定／光の反射係数の再定式化で半導体薄膜の性能を瞬時に評価

テラヘルツ波で次世代半導体デバイス開発を加速させる解析技術

大阪大学大学院基礎工学研究科の大学院生・岡本章宏さん（博士前期課程）、永井正也准教授、芦田昌明教授らの研究グループは、日邦プレシジョン(株)との共同研究により、半導体薄膜の電気的特性を非接触・非破壊で評価できる新しい光学的解析モデルを世界で初めて提案しました。このモデルは、光の反射を記述するフレネル係数を電磁気学の基本原理から再考し、波長よりも十分薄い薄膜内の多重反射光を界面電流として取り扱うことで、反射係数から導電薄膜の面伝導度を直接導き出す簡便な式を導いたものです。従来の方法では、電極を形成する工程が必要であり、材料の損傷や汚染のリスクがありましたが、この新しい手法は、従来必要だっ...

キーワード：トポロジカル絶縁体/物質科学/ホール効果/超薄膜/スペクトル/テラヘルツ/磁場/数値計算/二次元材料/量子ビット/テラヘルツ電磁波/トポロジカル/GaN/キャリア/テラヘルツ波/フォトニクス/絶縁体/電子デバイス/半導体デバイス/誘電率/持続可能/ボトルネック/持続可能な開発/SiC/インタラクティブ/インバータ/シリコン/移動度/解析モデル/境界条件/周波数/多層膜/電磁波/半導体/非接触/機能材料/層構造/SPECT/評価法

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発表日：2025年10月1日

トポロジーで紐解くアモルファスの硬さが決まるメカニズム

柔らかさの鍵は階層構造

大阪大学産業科学研究所の南谷英美教授、産業技術総合研究所マテリアルDX研究センターの中村壮伸主任研究員、岡山大学学術研究院異分野融合教育研究領域（AI・数理）の大林一平教授、東京大学大学院総合文化研究科の水野英如助教からなる研究グループは、アモルファスにおける力学応答の構造的要因を、数学のトポロジーを応用した手法によって明らかにしました。アモルファス構造を持つ材料は、結晶とは異なる電気伝導特性や機械特性を持っており、太陽電池やコーティング材料など幅広く応用されています。アモルファスにひずみを加えると、ひずみに沿った変位以外に、不均一な原子の変位が生じます。これは...

キーワード：人工知能（AI）/空間分布/ホモロジー/多面体/トポロジー/物質科学/分子動力学シミュレーション/データ解析/太陽/アモルファスシリコン/トポロジカル/非晶質/機械的特性/持続可能/持続可能な開発/秩序構造/アモルファス/太陽電池/電気伝導/電池/コーティング/シミュレーション/シリコン/ネットワーク構造/ひずみ/階層構造/動力学/分子動力学/層構造/ステント/異分野融合

他の関係分野：情報学環境学数物系科学総合理工工学

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発表日：2025年9月30日

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

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7月29日

エタノールと水の配分で変換効率アップ！環境にやさしいアンモニア合成技術に新知見

固体電解質界面（SEI）の構造と性能の関係を明らかに

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、英国インペリアルカレッジロンドンの研究グループと共同で、窒素―アンモニア変換反応における固体電解質界面（SEI）の構造形成と性能向上の関係を世界で初めて明確化しました。化学肥料に欠かせない主成分であるアンモニアの合成方法としては「ハーバー・ボッシュ法」が世界中で採用されていますが、高温・高圧を要する合成過程でのCO₂排出量の多さなどが深...

キーワード：温室効果ガス/再生可能エネルギー/地球温暖化/温室効果/太陽/構造形成/赤外分光/アンモニア/太陽光/赤外分光法/アンモニア合成/クリーンエネルギー/選択性/電解液/持続可能/CO2排出量/持続可能な開発/固体電解質/電池/エタノール/リチウム/環境材料/環境負荷/電解質/電気化学/電子顕微鏡/二酸化炭素/二次電池/SEM/温暖化/層構造/SPECT

他の関係分野：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7月10日

失われた磁性が触媒の力で回復

ポストシリコン材料の実用化に向けた新技術

大阪大学産業科学研究所の小山知弘准教授らの研究グループは、磁気デバイスの作製過程で劣化した磁石ナノ薄膜の性質を、貴金属の触媒作用により回復させることに成功しました。スパッタリングで作製された磁石薄膜と酸化物の積層構造は、高性能磁気メモリの基盤材料として期待されていますが、酸化物を製膜する過程で磁石が酸化され、特性が劣化してしまうというデメリットが指摘されています。今回、研究グループは、劣...

キーワード：低消費電力化/先端技術/光電子分光/スペクトル/磁場/酸化マグネシウム/二次元材料/電子分光/貴金属/触媒作用/MRAM/XPS/メモリ/持続可能/還元反応/持続可能な開発/電子状態/コバルト/シリコン/スパッタリング/スピン/スピントロニクス/トンネル/マグネシウム/酸化物/積層構造/低消費電力/半導体/層構造/水素ガス/ラット/創薬

他の関係分野：情報学複合領域数物系科学総合理工工学

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発表日：2025年4月22日

世界初、ヒト肝臓のZonationを再現した多層構造を持つオルガノイドを開発

iPS細胞から創出した肝オルガノイドが重篤な肝不全を改善

大阪大学大学院医学系研究科武部貴則教授（器官システム創生学/ヒューマン・メタバース疾患研究拠点副拠点長）らの研究グループは、世界で初めて、ヒト多能性幹細胞（iPS細胞）から、生体肝臓に存在するZonation（機能的な多層構造）を備えた肝臓オルガノイドの創出に成功しました。遺伝子改変技術を組み合わせて、高濃度アスコルビン酸（細胞内）とビリルビン（細胞外）暴露を不均一に導入することにより、異なる肝細胞を誘導・自己組織化させることで、肝臓内のゾーン1〜3に相当する多層型構造を再現しました（図１）。さらに、得られたモデルから、ゾーンごとの特異的な遺伝子発現を制御するエピジェネティックなメカニズムを...

キーワード：毒性評価/自己組織/アンモニア/ゲノミクス/生産技術/ヒストン/酸化物/遺伝子改変/アスコルビン酸/層構造/肝線維化/ビリルビン/肝炎/糖新生/DNA修復/iPS細胞/バイオ人工肝臓/肝がん/肝疾患/肝不全/橋渡し研究/人工肝臓/組織化/胆管/低酸素応答/低酸素応答因子/内胚葉/発がん機構/代謝産物/分子機構/Wnt/Wntシグナル/オルガノイド/前駆細胞/発がん/HIF/in vitro/ヒストン修飾/モデル動物/ラット/遺伝子治療/遺伝子導入/幹細胞/肝細胞/血液/抗酸化/抗酸化物質/再生医療/脂肪酸/創薬/多能性幹細胞/低酸素/内分泌/分化誘導/薬物代謝/ゲノム/コレステロール/ヒトiPS細胞/遺伝子/遺伝子発現/感染症/個別化医療/疾患モデル/線維化

他の関係分野：複合領域化学生物学工学総合生物農学

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発表日：2025年2月19日

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