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...

京都大学 大学院情報学研究科 新津 葵一 教授、Wu You（ウ・ヨウ） 同 修士課程学生、大塚製薬株式会社 ポートフォリオマネージメント室 大西 弘二 プリンシパル、同 デジタル事業室 山根 育郎 課長らの研究グループは、腸内環境モニタリング機能付きデジタル錠剤に向けた胃酸充電機能を有する半導体集積回路の開発に成功し、65ナノメートル（ナノメートル：10億分の1メートル）のCMOSプロセスで製造した半導体集積回路を用いて実証しました。生体内センシングは、健康状態を把握するうえで有効なアプローチの1つです。特に、腸内環境の継続的なモニタリングは、近年の研究によりその有用性が明らかに...

窒化ホウ素（BN）ナノチューブの内部に数ナノメートル幅のMoS₂ナノリボンを精密合成。特定の結晶方位に伸長した2層構造が優先的に成長することを確認。ラマン分光により、強い光学異方性と顕著な引っ張りひずみを観測。微細配線や高感度センサーの実現に向けた材料開発設計の指針となることに期待。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...

原子・光子などの微視的な粒子よりはるかに大きな単一ナノ粒子の運動の揺らぎを、量子力学的な限界付近まで低減することに成功した。ナノ粒子において、古典力学では説明できない量子力学的な運動状態を初めて生成した。ナノ粒子による次世代量子センシングへの応用や、巨視的スケールでの量子力学の解明が期待される。東京大学 大学院理学系研究科の相川 清隆 准教授らによる研究グループは、真空中に浮かせたナノ粒子の運動状態の量子スクイージングを実現しました。本研究では、レーザーによって作られたポテンシャルの最低エネルギー準位である量子基底状態付近まで冷却された直径...

金沢大学 ナノ生命科学研究所（WPI-NanoLSI）のブー・クアン・コン 特任助教、新井 敏 教授らの研究グループは、温度変化を“スイッチ”として標的たんぱく質の機能を即時に活性化し、細胞機能を自在に制御できる新たな分子ツールの開発に成功しました。外部刺激によって細胞の働きを操作する技術としては、これまで光を利用した「オプトジェネティクス（Optogenetics）」が広く活用されてきました。しかし、光は生体深部への到達が難しく、制御できる範囲に限界があります。そこで近年注目されているのが、熱を利用して細胞機能を制御する「サーモジェネティクス（Thermogenetics）」です。...

従来のコンピューターでは時間がかかりすぎて解けない問題を解けると期待される光量子コンピューターや、量子力学の原理を用いることで物理的に安全性が保証される量子暗号通信の実現には、量子力学的な相関（量子もつれ）を持つ光子を発生させる光源や、量子もつれを利用して光子の量子状態を遠隔地に転送する量子中継器などの開発が重要です。近年、これらを実現する発光体として、光の波長（色）がそろった単色性が高い光子を生成し、かつ、量子状態を保存するメモリーとして利用可能な、ダイヤモンド中の単一スズ（Sn）欠陥（Vacancy）中心（SnV中心）が注目されています。しかし、これまで単一SnV中心の形成はバルク（塊状）...

酵素が働くミリ秒レベルの構造変化を原子レベルで観察する、NMR分光法を応用した新しい計測・解析技術を開発。分子の“動く様子”を立体的に再現することで、これまで見えなかった酵素の仕組みを解明。YUH1酵素が、自らの形をダイナミックに変えてユビキチンを認識し、切断・再利用するという生命の基本的な仕組みの一端を解明。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」と呼ばれるたんぱく質です。酵素...

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...

ヘチマスポンジのように軽量にもかかわらず超強靭な多孔質架橋ポリマー超薄膜を開発。pH応答的に物質透過のon/offを制御できる抗菌・抗ウイルス性スマート分離膜。導電性の多孔質炭素薄膜に容易に変換でき、超小型エネルギーデバイスに応用可能。東京大学 大学院工学系研究科の伊藤 喜光 准教授と同大学 国際高等研究所 東京カレッジの相田 卓三 卓越教授（理化学研究所 創発物性科学研究センター グループディレクターを兼任）らの研究チームは、過去最高の力学強度を持つ超軽量多孔質架橋超薄膜の開発に成功しました。これは、「多孔質超軽量ポリマーは力学強度が小さい」という...

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...

カーボンナノチューブ（CNT）に光を照射すると発生する励起子は、CNTの光電特性を左右する重要な役割を担っているが、その空間的広がりは非常に小さく、寿命も極めて短いため、従来の計測技術では励起子の挙動を直接観測することは困難だった。フェムト秒赤外パルスを用いた超高速赤外近接場光顕微鏡を用いて、CNT内の励起子の局所的な超高速ダイナミクスを実空間で観測することに成功した。特に、CNT内部の微小な格子歪みや隣接するCNTとの相互作用といったナノスケールの局所環境が、励起子の生成と消滅に与える影響を解明した。励起子の局所的な超高速現象を理解することは、その制御技術の...

強誘電体内部のドメイン界面の電荷状態はデバイス特性を支配する主要因と考えられてきたが、その電荷分布を観察することは極めて困難であった。最先端電子顕微鏡により、強誘電体ドメイン界面の電荷分布の直接観察に成功した。本成果は、積層セラミックコンデンサー（MLCC）などの強誘電体デバイスのより詳細な特性理解と性能向上につながると期待できる。JST 戦略的創造研究推進事業 ERATOにおいて、東京大学 大学院工学系研究科 附属　総合研究機構の関 岳人 講師、遠山 慧子 助教、髙本 昌弥 大学院生(現 株式会社村田製作所)、柴田 直哉 機構長･教授、幾原 雄一 ...

レアメタル不要で高性能：シリコンとアルミニウムという身近な素材で、プラチナを超える磁気制御性能を実現原子レベルの精密制御がカギ：原子数個分の厚みで素材の構成比を調整することで、性能を最大化次世代メモリーへ直結：低電力・高耐久な次世代メモリー素子などへの応用が期待され、省エネルギー社会の実現に貢献福岡大学の洞口 泰輔 助教（研究当時、慶應義塾大学 理工学部 特任助教）と慶應義塾大学 理工学部の能崎 幸雄 教授、物質・材料研究機構（NIMS）の介川 裕章 グループリーダー、中国科学院大学 カブリ理論科学研究所の松尾 衛 准教授らによる研究グループは、日常...

短いペプチドと金属イオンを溶液中で自己組織化させ、60回の絡まり交点数を持つ球殻分子構造を構築自己組織化現象に働く「絡まり」と「多面体」の両幾何学に基づいた構造予測と分子合成を実現人工ウイルスキャプシドや新たな機能性ペプチドの開発につながる可能性東京科学大学（Science Tokyo）総合研究院 化学生命科学研究所の澤田 知久 准教授と東京大学の藤田 誠 卓越教授（兼 分子科学研究所 卓越教授）、お茶の水女子大学の下川 航也 教授らの研究チームは、ペプチドを金属イオンと自己組織化させることによって、正十二面体リンクの幾何構造を持つ球殻分子構造の構築...

カチオン交換膜（ＣＥＭ）とアニオン交換膜（ＡＥＭ）を貼り合わせて作るバイポーラー膜（ＢＰＭ）における水解離反応（Ｈ２Ｏ→Ｈ＋＋ＯＨ－）触媒として、酸化チタンナノシートを活用。稠密（ちゅうみつ）に配列したナノシート膜をカチオン交換膜とアニオン交換膜の間に構築することで３００ミリアンペア／平方センチメートルで０．２５ボルトの過電圧を達成。従来のナノ粒子触媒と比較して１０００倍以上高い重量規格化電流密度を達成。...