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（...

　アルツハイマー病は、脳内でタウタンパク質が異常に凝集して線維をつくり、神経細胞を破壊することで発症することが知られています。しかし、このタウタンパク質の凝集がどのように始まるのか、特に初期段階のしくみはこれまで十分に解明されていませんでした。東京都立大学大学院理学研究科の高橋知未（博士後期課程）・栗田玲教授の研究グループは、東京都医学総合研究所・野中隆認知症研究プロジェクトリーダー、東京大学大学院薬学系研究科・富田泰輔教授らとの共同研究により、タウタンパク質が線維化する前に数十nmの大きさを持つ巨大な「前駆体クラスター」を形成することを明らかにしました。このクラスタ...

　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...

私たちの体をはじめ、全ての生命は膨大な数の分子で構成されており、これらの分子が適切な場所で正確に化学反応を起こすことによって、生命という精緻なシステムが維持されています。これらの反応を正確に制御しているのが「酵素」と呼ばれるタンパク質です。酵素は、必要なタイミングで特定の分子を結びつけたり切断したりすることにより、細胞内外の様々な化学反応を調節しています。　多くの酵素は、わずかミリ秒（1000分の1秒）単位の非常に短い時間スケールで立体構造を変化させながら、標的分子の認識・結合・反応・放出という一連のプロセスを遂行しています。しかし、酵素はナノメートル（10億分の1メートル）サイズで...

国立環境研究所、チューリッヒ応用科学大学（スイス）、東京都立大学等の研究チーム（以下「当研究チーム」という。）は、航空機エンジンの排ガス測定を行い、排出粒子の形状や内部構造等を高分解能透過型電子顕微鏡で調べました。その結果、航空機から排出される粒子には、従来からよく知られている煤（すす）粒子のほか、内部構造がオニオン状（玉ねぎのような層状）の粒子や結晶構造をもたない粒子等があることが明らかになりました。また、航空機排出粒子は粒径が10～20 nm程度と極めて小さく、球状の単一粒子の割合が多いことも分かりました。オニオン状粒子の物理化学的な特徴の詳細は分かっていませんが、他の粒子とは大気中や体内...

　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)が形成されるメカニズムを解明しました。　磁石の中で、目には見えないほど小さな“渦”...

　 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...