大阪大学産業科学研究所の石岡瞬助教、東京大学大学院農学生命科学研究科の齋藤継之教授、および同大学大学院工学系研究科、第一工業製薬、海洋研究開発機構からなる研究グループは、熱可塑性を持たない木材由来のナノ繊維であるCNFから、成形自由度の高いプラスチック様材料を形成する手法を開発しました。CNFは、高強度、低熱膨張性、高熱伝導性などの優れた特性を有し、密に集合（会合）させると、これらの特性を併有した高性能材料を形成できます。しかし、CNF会合体に熱を加えても、そのナノ粒子構造を維持させたまま軟化させることができない（熱可塑性を持たない）ため、従来は自由度の高い成形加工が困難でした。そこで...

川崎重工業株式会社 橋本拓典さん（大阪大学大学院基礎工学研究科 博士後期課程）、有澤秀則さん、篠田祐司さん、大阪大学大学院基礎工学研究科 杉山和靖教授の研究グループは、高速粒子衝突における液膜の影響を明らかにしました (図1)。本研究では、衝突前後の液膜形状の変化と、反発係数 （反発前に対する反発後の粒子スピードの比） を調べました。特に、実験と数値シミュレーションを組み合わせて、気液界面の複雑な挙動と相変化（気化）が及ぼす影響を重点的に分析しました。その結果、衝突速度の増加に伴い、衝突後の液膜形状が「ブリッジ状」(図2(a))から「ドーム状」(図2(b))へと遷移することを見...

大阪大学大学院理学研究科の大学院生・Zhou Xinさん（博士後期課程）、Liu Jiaxiong特任研究員（常勤）、山岡 賢司助教、髙島 義徳教授らの研究グループと大阪大学大学院工学研究科の菅原 章秀助教、宇山 浩教授らの研究グループ、さらに山形大学大学院有機材料システム研究科の松葉 豪教授らの研究グループは、光を当てるだけで分解の進み方を切り替えられる新しい高分子材料を開発しました（図1）。プラスチックなどの高分子材料は、「丈夫で長持ちする」ことが求められる一方で、「不要になったら分解できる」ことも重要です。しかし、これらは丈夫にすると分解しにくくなり、分解しやすくすると弱くなって...

大阪大学大学院工学研究科の松坂匡晃助教、松垣あいら准教授、中野貴由教授の研究グループは、金属インプラント材料の安全性評価において重要な指標となる細胞適合性を、「腐食による金属イオン溶出速度」と「溶出イオンの細胞毒性」から定量的に予測できる新しい指標 「VITA Index」 を開発しました。人工関節や骨固定デバイスなどの金属製インプラントは、体内に埋め込まれると生体環境下で徐々に腐食し、微量の金属イオンが周囲の組織へ溶出します。この金属イオンが周囲の細胞に与える影響は、インプラントの長期的な生体安全性を左右する重要な要因です。しかしこれまでの評価では、腐食試験と毒性試験は独立して実施さ...

大阪大学大学院工学研究科の多根正和教授らの研究グループは、インプラント材料として重要な体心立方（bcc）型チタン合金において、その低ヤング率化の起源が、別のより安定な結晶構造への相転移の前触れとして生じる活発な原子運動による応力緩和であることを、世界で初めて解明しました。本研究では、新たな生体用インプラント材料として有望視されているチタン-ニオブ（Ti-Nb）合金を用い、室温から極低温域(約-250℃)までの幅広い温度範囲で、ヤング率と応力緩和によるエネルギー散逸を精密に測定しました。これにより、Ti-Nb合金は通常の金属材料とは異なり、－120℃付近でヤング率が大きく低下するという特...

大阪大学大学院歯学研究科の古田貴寛 教授・榎原智美 招へい教員（明治国際医療大学教授）らの研究グループは、明治国際医療大学の村本大河さん（修士課程2年生）、Weizmann科学研究所のEhud Ahissar教授らとの共同研究によって、ネズミの触覚受容において、ネズミ自身の運動が起因する振動には反応せず、外部からの触覚刺激にのみ反応する受容器（末梢神経）の一群があることを世界で初めて明らかにしました。触覚の受容メカニズムは、実験手技の限界のため、他の感覚に比べて解明が遅れていました。研究グループは、一つ一つの神経の活動特性と形態学的データを精密に解析できる研究手法を確立しています。この...

大阪大学大学院理学研究科の大学院生・小鯖翔さん（博士後期課程）、山岡賢司助教、髙島義徳教授とリンテック株式会社の研究グループは、ディスプレイ用途の粘着剤に求められる「段差追従性」「接着信頼性」「易解体性」を同時に満たす新規材料を提案しました。本研究では、ドーナツ型の環状分子であるシクロデキストリンをグラフトした高分子と、その空孔に別の高分子が貫通した高分子編み込み（KP）構造に、アルミニウムイオンによるキレート架橋を導入した複合架橋材料を設計しました。その結果、本材料が、KP構造に由来する優れた...

大阪大学大学院基礎工学研究科 河村真佑さん（博士後期課程）、杉山和靖教授（理化学研究所光量子工学研究センター 客員研究員兼任）、東京大学大学院工学系研究科 渡村友昭講師（理化学研究所光量子工学研究センター 客員研究員兼任）の研究グループは、動力伝達装置、冷却システム、化学攪拌機など、様々な産業分野で使われる「ローター駆動型気液二相流」におけるエネルギー損失メカニズムを詳細に解明しました。本研究では、エネルギー損失が局所的なピークを示す現象（損失最大化）(図１)に焦点を当て、実験とスーパーコンピュータ...

大阪大学産業科学研究所の滝澤忍教授、Mohamed S. H. Salem特任助教（常勤）、Muthu Karuppasamy招へい研究員（日本学術振興会外国人特別研究員）らの研究グループは、「バナジウム触媒」と「光」（LED照射）とを組み合わせることで、2-ナフトールと2-ナフチルアミンとの酸化的不斉ヘテロカップリング反応のみが進行する新反応を開発しました。この方法により医薬資源供給に有用なN...

大阪大学大学院理学研究科の大学院生の槙原優太さん（博士後期課程2年）、久保孝史教授、西内智彦准教授らの研究グループは、大きく歪んだ芳香環を有した特別なカーボンナノリング[2.2]CAPPの創出に成功しました。このカーボンナノリングは、その環骨格において、通常、ベンゼン環に特徴的な芳香族性が分子ひずみによって失われたことで高い反応性を示す「キノイド構造」を有することを明らかにしました(図1)。これ...

大阪大学大学院工学研究科の宇山浩教授らは、ストレッチ素材として用いられる弾性繊維（ポリウレタンなど）を含む混紡繊維を対象に、弾性繊維のみを効率的に分解・除去し、残された綿をリサイクル可能な形で回収する新技術を開発しました。綿と弾性繊維の混紡の場合、綿はマテリアルリサイクルに適した状態で回収され、弾性繊維は短時間で分解・除去されます（特許出願済み）。本技術は、電子レンジと同じ原理であるマイクロ波による加熱を利用し、混紡繊維を薬剤とともに約200℃で数分間照射することで、弾性繊維を選択的に分解できます。綿繊維は損傷を受けずに残り、再利用可能な形で回収できます（図1）。この結果、ストレッチ素...

大阪大学大学院基礎工学研究科の岡田武蔵さん（博士前期課程2年）、桶谷龍成助教、久木一朗教授、同大学院工学研究科の髙司健太郎さん（博士前期課程2年）、重光孟講師、木田敏之教授、大阪公立大学大学院理学研究科の中嶋琢也教授らの研究グループは、キラルなフェノチアジン誘導体のアキラル結晶が、分子のキラリティを反転しつつ単結晶性を維持したままキラル結晶へ構造転移する現象を発見しました(図1)。この現象は溶媒を必要とせず、完全に結晶中で進行する新たなキラル対称性の破れ現象となります。これまで化学分野における非平衡開放系のキラル対称性の破れ現象は、...

大阪大学大学院理学研究科の島津舜治特任研究員、近藤侑貴教授、古谷朋之准教授らの研究グループは、東京大学大学院理学系研究科の米倉崇晃助教、伊藤恭子准教授、神戸大学大学院理学研究科の深城英弘教授、石崎公庸教授、名古屋大学大学院生命農学研究科の榊原均教授、理化学研究所環境資源科学研究センターの小嶋美紀子技師、帝京大学総合理工学科の朝比奈雅志教授、秋田県立大学の福田裕穂学長との共同研究により、植物が根を太くし始める前に幹細胞を覚醒させることとその仕組みを新たに明らかにしました。樹木を中心とした多くの植物は、最初に縦方向に根や茎を伸ばし、続いてそれらを横方向に肥大成長させることで、安定した体の構...

大阪大学大学院基礎工学研究科 特別研究学生の柳大輝さん（研究当時/現：東京科学大学理学院化学系博士前期課程所属）、鷹谷絢教授らの研究グループは、ホウ素とリンからなる有機分子を用いてエチレンをオンデマンドで（必要な...