固相界面活性剤を鋳型として利用し、非層状化合物であるアモルファスシリカナノシートの厚みを1ナノメートル（ナノは10億分の1）より薄い精度で制御することに成功。得られたナノシートは高い均一性と分散安定性を示し、2次元稠密（ちゅうみつ）集積膜を用いてバンドギャップや絶縁破壊電圧、水解離反応の触媒活性の厚さ依存性を調査。これまで水解離触媒として不活性だと考えられてきたアモルファスシリカが極薄膜化することで高性能な触媒となることを発見。地殻中に豊富に存在するアモルファスシリカの高度な機能化は、資源制約の少ない新材料創製につながる。名古屋大学 未来材...

重水素は、創薬や材料科学など幅広い分野で注目されているが、天然物や医薬品、ポリマーのような複雑な分子構造に対して、特定の位置へ選択的に導入することは困難だった。本研究では、2種類の触媒を組み合わせることで、アミドとエステルの特定部位に温和かつ効率的に重水素を導入する手法を世界で初めて確立した。この手法により、多様な重水素化合物の合成が容易になり、創薬研究や機能性材料の開発に大きく貢献することが期待される。重水素は、「重水素化医薬品」をはじめ、創薬研究や有機合成化学などの分野で近年注目を集めています。これに伴い、さまざまな化合物に対して、直接的かつ位置...

京都大学 大学院工学研究科 高分子化学専攻の黒田 啓太 博士後期課程学生、大内 誠 教授のグループは、配列制御ラジカル共重合と重合後修飾反応によってケトンのカルボニル基が周期的に導入された高分子の合成手法を開発しました。得られた高分子（ポリマー）は熱的に安定でありながら紫外（UV）光で分解可能でした。プラスチックやゴムとして用いられる高分子は、安定な材料として使われる一方で、分解されにくく、環境問題の大きな要因となっています。私たちは、「ノリッシュ反応」と呼ばれる光化学反応を引き起こすケトン骨格を高分子に周期的に組み込むことで、光照射によって主鎖を分解できる「光分解性高分子」の開発を...

分子の“カギ穴とカギ”（ホスト－ゲスト）を利用した、繰り返し貼ってはがせる新しい高分子接着材料を開発。ホスト－ゲスト錯体を用いた接着は、なぜ繰り返し貼ってはがすことができるのか、そのメカニズムは十分に理解されていなかったが、中性子を用いて接着界面を可視化することで、そのメカニズムを解明。オンデマンドに分解可能かつ繰り返し使用できる接着剤として、精密機器の製造プロセスにおける歩留まり改善や使用後の分別・リサイクルを容易化し、コスト・廃棄物削減に貢献することに期待。大阪大学 大学院理学研究科の和田 拓真 さん（研究当時：大学院生）、山岡 賢司 助教、髙島...

重粒子線がん治療装置の小型化のカギを握るレーザー加速技術はイオン数の不足が課題であった位相回転空胴の導入により、目的の速度のイオン個数を10倍増やすことに水素イオンで成功重粒子線がん治療の普及に役立つだけでなく、原子力材料の耐久性研究など幅広い応用にも期待量子科学技術研究開発機構（QST） 関西光量子科学研究所 量子応用光学研究部、QST 革新プロジェクト・量子メスプロジェクトの榊 泰直 上席研究員（九州大学 大学院総合理工学研究院 連携講座 客員教授を兼任）、小島 完興 主幹研究員らは、高エネルギー加速器研究機構の諏訪田 剛 シニアフェロー、住友重...

繰り返し充放電できる新たな酸化物正極材料を開発しました。原子の通り道を多く含む非晶質材料を用い室温作動を実現しました。本正極を用いたマグネシウム蓄電池で、室温における200回以上繰り返し充放電を世界で初めて実証しました。資源として豊富なマグネシウム（Mg）を用いるマグネシウム蓄電池（RMB）は、希少金属（レアメタル）であるリチウムを使用するリチウムイオン電池を補完・代替しうる次世代蓄電池として期待されます。RMBの実現には、繰り返しMgイオンを貯蔵・放出できる正極材料の開発が必須です。この中でも特に、高電位により大量のエネルギーを蓄えられる酸化物材料...

フッ素を含む不斉炭素中心の設計と合成をめぐる10年間の革新的研究成果の総説論文を発表有機・金属触媒による不斉合成の最新動向を整理精密分子設計とグリーンケミストリーを両立し、副作用の少ない医薬品開発への貢献に期待近年、PFASと総称される有機フッ素化合物は、その環境中での蓄積性が問題視される一方で、医薬品開発の現場における重要性はますます高まっています。最近承認された小分子医薬品のうち、約3割が有機フッ素化合物であり、新型コロナウイルス感染症に対する治療薬ゾコーバ®（エンシトレルビル）やニルマトレルビルなども、これに含まれます。その一方で、合成が難しい...

近年、電池や触媒において重要な役割を果たす「インターカレーション反応（材料中に原子が入り込む反応）」の理解が、材料開発の鍵を握っています。反応中に生じる微細構造の変化はデバイスの性能に直結するため、この変化を解明することが次世代デバイスの開発において極めて重要となります。そのため、電子顕微鏡を用いて反応の過程をリアルタイムで観察するin situ観察が盛んに行われてきましたが、これまではナノメートル（10億分の1メートル）スケールの観察にとどまることが多く、より微視的な原子（100億分の1メートル）スケールでの構造変化を追跡することは困難でした。ファインセラミックスセンターは、従来用...

フッ素樹脂「ポリフッ化ビニリデン（PVDF）」を常温・常圧・短時間でフッ化カリウム（KF）含有黒色粉末へ分解することに成功し、黒色粉末を「KFブラック」と命名KFブラックはそのままフッ素化試薬として使用でき、水洗処理により純粋なフッ化カリウムとしても回収可能蛍石（CaF₂）と有毒なフッ化水素（HF）を経由して製造されていたKFの新たな製造ルートを実現汎用性が高く、他のフルオロプラスチック（PTFE、PCTFE、ETFEなど）にも適用可能名古屋工業大学の服部 雅史 氏（共同ナノメディシン科学専攻1年）、Debarshi Saha 研究員（研究...

NIMSは、名古屋大学・東京大学との共同研究により、金属や半導体に熱流、電流、磁場を互いに直交する方向に印加すると吸熱や発熱が発生する現象「横型トムソン効果」を観測することに世界で初めて成功しました。本研究により、熱・電気・磁気変換現象に関する物理および物質・材料科学のさらなる発展や、新たな熱マネジメント技術の創出が期待されます。本研究は、名古屋大学 大学院工学研究科 機械システム工学専攻の髙萩 敦 大学院生（兼 NIMS 研修生）が博士課程研究の一環として進めたものであり、NIMS 磁性・スピントロニクス材料研究センターの内田 健一 上席グループリーダー（兼 東京大学 大学院新領域...

金属3Dプリンティングにより作成した高強度の合金造形物について、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」に着目し、造形物の強度に対するそれぞれの影響を定量的に抽出することに成功した。セル組織が極めて大きな強化をもたらす原因因子であることが明らかに。「結晶学的ラメラ構造」による強度上昇は数％程度であった一方で、「セル組織」では強度が40パーセント(1.4倍)上昇。レーザ粉末床溶融結合法で作製した合金造形物が非常に高強度を示す要因は、複数の特異構造が存在するため未解明であったが、セル組織は熱処理によって、ラメラ構造は特異なスキャンス...

機械学習が迫る反応の謎：機械学習を駆使したシミュレーションにより、加圧時に材料表面が一時的に液状化し、水素を効率的に取り込む全く新しい反応メカニズムを発見。画期的成果：このシミュレーションにより、従来と比べ飛躍的に水素貯蔵能力を高めた「スーパーハイドライド」の合成過程を理論的に解明することに成功。未来技術への扉：スーパーハイドライドは、水素社会実現の鍵となる高効率水素貯蔵材料や次世代超伝導材料開発に革命をもたらす可能性を秘めています。東京大学 大学院工学系研究科の佐藤 龍平 助教と、東北大学 材料科学高等研究所（WPI-AIMR） 所長・折茂 慎一 ...

フルフラールをはじめとするバイオマス由来フラン類の液相水素化反応を効率よく促進する非貴金属ナノ粒子触媒を開発。従来の非貴金属系固体触媒によるフルフラールの液相水素化反応では、高温・高水素圧の厳しい反応条件を必要とする問題があった。開発した新たな触媒では、本反応を大気圧水素下という温和な条件下で効率的に進行させることに成功。バイオマスを原料として有用な化合物を低コストかつ省エネルギーで合成する持続可能な製造プロセスの構築に大きく貢献することに期待。大阪大学 大学院基礎工学研究科 水垣 共雄 教授、山口 渉 助教（研究当時）、川上 大輝さん（研究当時：博...

物質の中には、原子数個レベルの厚みの薄膜にすると、十分な厚みを持つ通常の状態（バルク状態）とは全く異なる性質を示すものがありますが、磁石にくっつかない物質を薄膜にしても磁石にくっつくように変化することはないと理論的に予想されていました。しかし例外があることも予想されており、三セレン化二クロム（Ｃｒ２Ｓｅ３）という物質で薄膜を作ったところ、磁石にくっつくように変わることを発見しました。高輝度放射光から発生するＸ線で調べると、薄膜を作るときの「台」に当たるシート状炭素グラフェンから...