全固体電池などの次世代エネルギー貯蔵技術では、安全性と高性能を両立する固体電解質材料の開発が求められています。従来、固体中のイオン伝導性を高めるためには、構造をゆるめてイオンを動きやすくする必要がありましたが、その結果として材料の安定性が低下するという根本的な問題がありました。　東京都立大学大学院理学研究科の栗田玲教授、石川陸矢（博士後期課程）、鳥取大学の高江恭平准教授らの研究グループは、原子がランダムに分布したランダム置換結晶に注目し、その中でリチウムイオンがどのように動くのかを分子動力学シミュレーションによって解析しました。その結果、リチウムイオン濃度がある臨界値（...

東京都立大学大学院人文科学研究科の保前文高教授（言語の脳遺伝学リサーチコア兼担）は、高知大学、東京大学大学院、ウィーン医科大学との国際共同研究で、ヒト胎児の脳においてニューロン※１（神経細胞）が移動する際に利用される「足場※2（放射状の構造）」の分布を、計算機モデルによって仮想的に構築しました。　本研究では、脳室※3と皮質板※4の下層表面の形態や位置関係に加え、ニューロン生成の空間的な勾配を取り入れた独自の数理的枠組みを設計し、胎児脳におけるニューロンの移動パターンを再現しました。その結果、足場の...

接着剤や塗料、さらにはスマートフォンや自動車部品に使われる高機能材料の多くは、高分子（反応性成分）とコロイド粒子から構成され、液体の状態から「硬化」と呼ばれる架橋反応を経て固体になります。このとき、材料の性能を左右する大きな要因が「コロイド粒子」の配置やかたまり具合（構造）です。これまで、硬化中にコロイドがどのように集まるのかははっきりわかっておらず、設計は経験に頼らざるを得ませんでした。　東京都立大学の古田祐二朗（研究当時：博士課程、現在：東京大学）・栗田玲教授の研究グループは、数値シミュレーションを用いて、コロイドが集まる条件やその機構を調べました。その結果、コロイドの...

ミリ波ビームをロケットに照射して無燃料で打ち上げる「マイクロ波（注4）ロケット」は、次世代の低コスト宇宙輸送手段として注目されています。しかし、姿勢制御の困難さや、ビームの発散、大気密度の低下、さらにはビームを繰り返し照射した際の推力低下などの課題がありました。　東北大学大学院工学研究科の高橋聖幸准教授と山田峻大大学院生（研究当時）、筑波大学 数理物質系 / プラズマ研究センターの南龍太郎准教授と假家強教授、東京都立大学大学院システムデザイン研究科の嶋村耕平准教授らは、独自に開発した「マイクロ波駆動管内加速器」による推力生成実験を行いました。螺旋位相板を用いてミ...

　東京大学総合研究博物館の海部陽介教授と、海洋研究開発機構（JAMSTEC）の張育綾副主任研究員らによる研究グループは、「３万年前の航海 徹底再現プロジェクト」（2016-2019）を締めくくる2本の論文を発表しました。　人類による本格的な海洋進出は、インドネシア東部、オーストラリアから日本列島にかけての西太平洋地域で、5万～3万年前頃（後期旧石器時代）にはじまったことがわかっています。その中で3万5000～3万年前頃に生じた琉球列島への渡来は、当時の世界で最も困難な航海を伴ったとして注目されます。琉球列島の海域には、隣の島が見えないほど広い海峡があり、さらに秒速1～2ｍで流れる世...

・ 前方から照射されたミリ波ビームに引き寄せられるように飛行する無燃料ロケットの推力生成実証に世界で初めて成功しました。・  「トラクターミリ波ビーム推進機」を開発し、機体ボディ前方に装着したフッ素樹脂ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）製レンズによってビームを集光し、プラズマを生成することに成功しました。・ 地球からの打ち上げのみならず、軌道上衛星からのトラクターミリ波ビーム照射により推力を遠隔で供給し、火星など地球外惑星からのロケット打ち上げを実現できる可能性があります。【概...

　東京都立大学大学院理学研究科の冨塚暖史大学院生、立木佑弥助教および京都大学生態学研究センターの山尾僚教授らの共同研究グループは、進化シミュレーションを用いて、数万年にわたる植物の花の進化を再現し、植物が血縁個体（親や兄弟など遺伝的に近い個体）と生育する際に、花を大きくする行動が進化する理由（究極要因）を特定し、また、その進化条件を明らかにしました。　これまでの研究では、植物は血縁個体と一緒に育つと、非血縁個体と育つ場合に比べて花弁が大きくなることが栽培実験を通じて明らかにされています。この現象を報告した研究者たちは、隣接個体が血縁者であるときに花弁サイズを大きくし、自らコストを支払...

　 近年、非共面スピン構造を持つ物質はスピントロニクス研究で重要な位置を占め、有望な次世代材料として大きな期待を集めています。これまで、この分野では実験研究が急速に進む一方で、理論的な解析はまだ簡略化されたモデルに頼っており、物質の個性を反映した実験で得られた経験的なパラメータを使わずに近似的に解く非経験的予測手法の開発が求められていました。しかし一般に非共面スピン構造はサイズが大きく数値シミュレーションに膨大な計算資源が必要であるため、解析が非常に難しくなっていました。　東北大学金属材料研究所の陳曉邑助教（理化学研究所創発物性科学研究センター客員研究員）、東京都立大学大学院理学研究...