名古屋大学低温プラズマ科学研究センターの石川 健治 教授の研究グループは、九州大学　古閑 一憲 教授、アタリ　パンカジ 准教授らとの共同研究で、新学術領域である「プラズマ種子科学」に関するプラズマ種子プライミング注2）やバイオスティムラント注3）の新しい技術の総説を発表しました。　近年、世界的な食料需要の増大に伴い、作物生産性の向上が重要な課題となっています。本研究グループは、植物の成長促進および収量増加につながる新技術として、「非熱プラズマ」を用いたプラズマ種子プライミングに着目しました。プラズマは、電子やイオンなどを含む状態であり、空気と反応することで反応性酸素・窒素種...

　フォトン・アップコンバージョンは、低エネルギーの光を高エネルギーの光へと変換する技術であり、可視光から紫外光を生成することが可能です。紫外光は、有害物質の分解や抗菌、水素発生などを担う光触媒反応の駆動に不可欠ですが、太陽光に含まれる紫外光の割合は非常に低いという問題があります。さらに、実用化にむけて固体型のフォトン・アップコンバージョン材料の開発が求められていますが、これまで可視光を紫外光へ高効率に変換可能な固体フォトン・アップコンバージョン材料は報告されておらず、その実現が強く期待されています。　今回、九州大学大学院工学研究院の君塚信夫教授（現 ネガティブエミッションテクノロジー...

　酸水素化物は、酸化物中に負の水素イオン（ヒドリド）を導入した材料で、触媒などへの応用が期待されています。特に、組み合わせる遷移金属種が機能を決める重要な要素であり、安価で低毒性な鉄は有望視されています。一方で、鉄系酸化物を強く還元すると、ヒドリドが入らずに酸素が抜けた酸素欠損相へ変化するため、鉄系酸水素化物は未開拓でした。　京都大学大学院工学研究科 笹原悠輝 特定研究員（学振PD）（研究当時、現：北海道大学大学院工学研究院 助教）、同研究科 陰山洋 教授、九州大学大学院工学研究院材料工学部門 藤井進 准教授、名古屋工業大学物理工学類 壬生攻 教授、東京科学大学理学院化学系 八島正知...

　九州大学留学生センターの生田博子准教授と大分大学経済学部の久保田亮准教授は、アラスカ州南西部の大規模金鉱開発事業を取り上げ、「開発の推進」vs「自然の保全」、「先住民」vs「非先住民」、「地域住民」vs「政府・企業」といった二項対立に単純化できない、開発と先住民をめぐる複雑な関係性を明らかにしました。　米国アラスカ州は、天然資源の宝庫として知られています。近年の日米関税交渉や日米首脳会談でもアラスカ産の石油や液化天然ガスについての言及がありました。一方アラスカ州は、野生状態の自然環境が積極的に保護・活用されている地域でもあります。特に、住民の大部分がアラスカ先住民で構成されるアラス...

　近年のナノテクノロジーの発展に伴い、固体面上で液体が水平方向に速度をもつ「すべり」現象が実験的に確認されつつあり、海水淡水化膜、冷却デバイス、環境発電装置など幅広い分野への応用が期待されています。これまで、濡れにくい撥水面では水がよくすべると考えられてきましたが、実験結果はばらつきが大きく、またシミュレーション結果とも一致していませんでした。そのため、「本当に水は撥水面をすべるのか？」というシンプルな問いに明確な答えが得られていませんでした。　今回、九州大学大学院工学府の石田遥也さん、同大学院工学研究院の手嶋秀彰准教授、高橋厚史教授とイリノイ大学アーバナ・シャンペーン校のVishw...

　水素社会の実現に向けて、燃料電池や水電解装置の中核部材であるアニオン交換膜（AEM）材料の開発が急がれています。近年、人工知能（AI）を活用した材料設計が注目されていますが、高精度な予測を可能にする人工ニューラルネットワーク（ANN）はその判断根拠が分かりにくい「ブラックボックス」であるため、実験研究者が予測結果を理解し、分子設計に活用することは容易ではありませんでした。さらに、AIの判断根拠を可視化する説明可能AI（XAI）手法も、高次元の分子記述子を扱うANNモデルでは計算コストが大きく、実用的な適用が難しいという課題がありました。　九州大学大学院工学研究院の加藤幸一郎教授、藤...

光駆動水素発生のイメージ図：鉄と光を使うシンプルなアルコールからの水素発生化学製品が取り巻いている現代生活は触媒なしでは成り立たないと言っても過言ではありません。そのため、我々人類の生活をさらに豊かなものにすべく、日進月歩、触媒開発...

熊本大学 先進マグネシウム国際研究センターの顧 少杰（グ シャオジェ）助教、同大学 大学院先端科学研究部の徳 悠葵教授および森田 康之教授、九州大学 大学院工学研究院の木村 康裕准教授、名古屋大学 大学院工学研究科の崔 羿（スイ イ）准教授、浙江大学の巨 陽（ジュ ヤン）主幹教授（熊本大学客員教授）らの研究グループは、わずか数ミリ秒という極めて短時間の電流処理によって、チタン合金を大幅に強靭化する新手法を開発しました。本研究では、二相チタン合金に対し、「高密度パルス電流※4（HDPEC）処理」を適用することで、非平衡な原子拡散と相変態を瞬時に誘発し、組織の微細...

合成・生物化学専攻の久田雅人博士後期課程学生、清水大貴助教、松田建児教授は、理化学研究所・Kirill Bulgarevich博士、瀧宮和男チームリーダー、分子工学専攻・筒井祐介助教、関 修平教授、九州大学・宮田潔志准教授と共同で、優れた半導体特性を持つことで知られる有機分子ルブレン（※1）の構造を改良し、骨格内に七員環を組み込んだ新しい有機半導体材料（縮環ルブレン：FR）の開発に成功しました。従来のルブレンは、炭素と水素のみから構成される有機半導体（※2）として最高クラスの性能を持つ一方で、光や酸素に弱く劣化しやすいという実用上の大きな課題がありました。本研究では、分子の骨格を繋ぎ合わせ（...

東京科学大学（Science Tokyo） 物質理工学院 応用化学系の田中拓哉大学院生、小西玄一准教授、九州大学 大学院理学研究院 化学部門の宮田潔志准教授、鈴木聡助教、恩田健教授、熊本大学 理学部の井川和宣教授らの共同研究チームは、細胞膜や高分子材料などの局所環境の極性と粘性を蛍光法によって同時に解析できる、ソルバトクロミック–凝集誘起発光（AIE）色素の開発に成功しました。局所環境に極性応答して発光色を変化させるソルバトクロミック蛍光色素と、希薄溶液中ではほとんど発光せず高粘度媒体や固体状態で強く発光するAIE色素は、生命科学や材料開発における構造・物性評価に幅広く利用されてい...

太陽光エネルギーの効率的な活用戦略として、光吸収により生じる一重項励起子が分裂して2つの三重項（※5）励起子が形成されるSFが注目され、世界中で研究されています。分裂後の三重項励起子から電子を取り出せば、原理的に光電変換効率200%を達成できるものの、分裂前の一重項（※5）からのエネルギー損失過程が競合するため、変換効率を最大化することは困難です。そこで分裂後に生じる励起三重項エネルギーを高効率に受け取る分子が求められていました。今回、九州大学大学院工学研究院の君塚信夫教授 (現 ネガティブエミッションテクノロジー研究センター　特任教授/名誉教授)、佐々木陽一准教授、同大学工学部の...

世界のエネルギー消費の約3割はモビリティ輸送に起因します。モビリティの低燃費化に向けた構造部材の軽量化はSDGs実現に向けた重要な課題であり、軽量化には異種材料を適材適所での組み合わせを可能にする高性能な接着技術が求められます。九州大学大学院工学研究院応用化学部門／次世代接着技術研究センターの田中敬二 主幹教授／センター長、東京科学大学物質理工学院応用化学系の佐藤浩太郎 教授らは、科学技術振興機構（JST）未来社会創造事業 大規模プロジェクト型「界面マルチスケール4次元解析による革新的接着技術の構築」を遂行しています。接着技術の革新には、接着界面の現象を分子レベルで明らかにし、精密に制御・最...

ウェアラブル端末は健康管理や行動分析に広く活用されていますが、その多くは毎日の充電が必要であり、長期間の連続利用が難しいという課題がありました。特に屋内環境では発電量が限られるため、電池に頼らず持続的に動作する技術の実現が求められていました。このたび本研究グループは、室内の光と人の動きのみで発電し、電池にほとんど依存せず動作する名札型ウェアラブル端末の開発に成功しました。九州大学大学院システム情報科学研究院の荒川豊教授らの研究グループは、特性の異なる2種類の太陽電池と、動きを電気に変える素子を組み合わせた装置を設計・開発しました。さらに、電力が不足した場合に自動的に省電力...

九州大学カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所（WPI-I2CNER）のEdalati Kaveh准教授、Hidalgo-Jimenez Jacquelineテクニカルスタッフ、Nguyen Thanh Tam学術研究員らの研究チームは、隕石や彗星などの小天体衝突が初期地球にもたらした極限環境が、生命のであるRNAの前生物化学※6に与える影響を調査しました。高圧ねじり（HPT）という革新的な手法を用いて衝突時の高圧・高せん断環境を再現し、RNAの主要な構成要素であるアデノシン一リン酸（AMP）の安定性と反応性を、乾燥状態および含水状態（10 wt% 水）、常温および...

九州大学カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所（WPI-I2CNER）のNguyen Thanh Tam学術研究員、中村潤児特任教授、Edalati Kaveh准教授らの研究チームは、CO₂排出とプラスチック廃棄物という二つの深刻な環境問題に、単一のプロセスで同時に対処する画期的な光触媒システムを開発しました。独自に設計した「ハイエントロピー酸化物」触媒を用いて、CO₂とPETプラスチックを、光エネルギーだけで有用な化学製品に同時変換することに世界で初めて成功しました。従来のCO₂変換やプラスチックリサイクルのアプローチは、通常、一度に一つの汚染物質のみを処理し、エネルギー集約...

理化学研究所（理研）環境資源科学研究センターグリーンナノ触媒研究チームの山田陽一チームディレクター、アブヒジト・セン研究員、分子構造解析ユニットの村中厚哉専任研究員、九州大学カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所（I2CNER）の前田修孝准教授らの共同研究グループは、1種類の触媒を用いて同じ反応基質と反応試薬との反応で4種類の全く異なる有機反応を選択的に実現する「四重スイッチング触媒反応系」の開発に成功しました。これは、さまざまな条件を全て検討したところ思いがけず見つけたセレンディピティ（偶然の発見）的成果であり、有機合成プロセスの多機能化、創薬化学の大幅な効率化に新しい可能性...

千葉大学大学院理学研究院の原口武士助教、伊藤光二教授、京都大学大学院工学研究科の井上康博教授、九州大学先導物質化学研究所の森俊文准教授、大阪大学大学院理学研究科の松野健治教授らの研究グループは、細胞内のタンパク質が、特別な設計図や指令がなくても、自ら秩序だった構造を作り出す仕組みを明らかにしました。またその仕組みとして、分子モーター (ミオシンCcXI)注1）とアクチン注2）という2種類のタンパク質の相互作用だけで、アクチンが自律的に集まり、一方向に回転し続けるリング状の秩序構造が自律的に形成されることを示しました (図1、および巻末の二次元コード...

名古屋大学学際統合物質科学研究機構(IRCCS※)の森 達哉 特任助教、同大学トランスフォーマティブ生命分子研究所（WPI-ITbM※）の山口 茂弘 教授、同大学工学研究科の井改 知幸 教授、九州大学先導物質化学研究所の友岡 克彦 教授らの研究グループは、可逆的に解離する分子内配位結合を有するキラルホウ素π共役分子を開発し、高い量子収率と長波長領域発光を兼ね備えた二重の円偏光発光（CPL）注7）の実現に成功しました。CPLは、電場と磁場がらせんを描くように伝搬する光であり、3Dディスプレイや暗号通信などの先端技術において注目が高まっていま...

東京大学大学院理学系研究科の坂本啓太大学院生、濱地智之大学院生（現 九州大学先導物質化学研究所 助教）、楊井伸浩教授らの研究グループは、京都大学大学院理学研究科の御代川克輝博士課程学生、倉重佑輝准教授、京都大学大学院工学研究科の今堀博教授、理化学研究所開拓研究所および仁科加速器科学研究センターの立石健一郎研究員、上坂友洋主任研究員・兼部長、神戸大学分子フォトサイエンス研究センターの小堀康博教授らと共同で、トリプレットDNPの新規偏極源分子としてフラーレン誘導体の開発を行うことで、高効率なトリプレットDNPを実現しました。光励起三重項電子の高いスピン偏極率を利...

安全で高性能な次世代蓄電技術として注目されている全固体電池の開発には、固体でありながら液体のようにイオンが動き回る固体電解質が不可欠です。東北大学 多元物質科学研究所の大野真之准教授、米国レンセラー工科大学（Rensselaer Polytechnic Institute）のPrashun Gorai助教授らの国際共同研究チームは、酸素を介したガラス構造の制御が固体電解質の性能を決定する鍵であることを突き止めました。本研究チームは、ナトリウム酸化物と五塩化タンタル（xNa2O-TaCl5）を用いたガラス状固体電解質を合成し、酸素の導入が構造とナトリウムイオン輸送に与える影...

太陽光や可視光エネルギーを効率的に利用するための鍵となる現象として、「シングレット・フィッション（Singlet Fission, SF）」が注目されています。SFとは、光によって生成された一重項励起子が隣接する基底状態分子と相互作用し、2つの三重項励起子(※2)を生み出す過程です。これにより、1つの光子から2つの励起子を得ることができ、光エネルギーの利用効率を向上させることが可能です。しかし、これまでSFを外部刺激によって能動的に制御することは困難でした。今回、九州大学先導物質化学研究所の福原学教授、慶應義塾大学理工学部の羽曾部卓教授、酒井隼人専任講師、東京科学大学理学院の研究グ...

九州大学大学院農学研究院の山野晴樹大学院生(筆頭著者)、髙橋秀之准教授らは、理化学研究所生命医科学研究センターの宮本浩邦客員主管研究員、大野博司チームディレクター、理化学研究所環境資源科学研究センターの菊地淳チームディレクター、黒谷篤之研究員(研究当時)(現・農業・食品産業技術総合研究機構(農研機構)農業情報研究センター)、理化学研究所光量子工学研究センターの守屋繁春専任研究員、和田智之チームディレクターとの産学共同研究((株)兼松アグリテック、千葉大発ベンチャー(株)サーマス)によって、母牛の腸内細菌叢を制御することで、仔牛の腸内環境がコントロールされることを示しました。黒毛和種...

高分子の細かい網目構造の中に液晶を閉じ込めると、「高分子ネットワーク液晶」ができます（図）。この材料は、電圧で透明と不透明を切り替えるスマートガラスや、高速応答のディスプレイなどへの応用が実現されてきました。しかしこれまでの研究は、主に材料化学として静的な性質に注目しており、電圧を加えたときに生じる流れの構造や電流など、動的な物理現象は十分に理解されていませんでした。こうした動的な現象の解明は、新しい液晶応用の可能性を広げることが期待されています。それだけでなく、液晶を「小さな流体実験室」として利用することで、他分野の現象を理解する手がかりにもなり得ます。九州大学大学院工学研究院の...

位相回転空胴によるイオン速度制御の装置概要図量子科学技術研究開発機構（理事長　小安重夫、以下「QST2）」）関西光量子科学研究所（以下「関西研」）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...

図１ 開発した分子液体の分子構造と、室内光および紫外光を当てた時の写真。大阪大学大学院理学研究科の大島祐也さん（研究当時：大学院生）、岡田りかさん（研究当時：大学院生）、谷洋介助教（研究当時）（現：名古屋大学トランスフォーマティブ生...

京都大学大学院人間・環境学研究科Neha Thakur博士研究員、内本喜晴 同教授らの研究グループは、田中貴金属工業株式会社、技術研究組合FC-Cubic、横浜国立大学、九州大学、奈良女子大学、島根大学、立命館大学と共同で、水を電気分解して水素を製造する水電解#1の鍵となる酸素発生反応（OER）において、酸化イリジウム触媒の高い活性の起源を解明しました。再生可能エネルギー由来の電力を利用した水電解によるグリーン水素の製造は、カーボンニュートラルへ向けたエネルギーシステムの中で重要な役割を果たします。固体高分子水電解は高効率で高純度な水素製造法であり、酸素発生反...

コア－シェル型ナノ触媒は、中心部（コア）の金属によって粒径を安定化させつつ、外側（シェル）の金属の利用効率を高めることで、優れた性能と耐久性を兼ね備えた触媒材料です。これらは、持続可能な社会の実現に向けて、環境浄化やエネルギー変換などの分野で重要な役割を果たすと期待されています。九州大学大学院工学研究院の金子賢治教授、長崎大学大学院総合生産科学研究科のAhn T.N. Dao准教授、韓国科学技術研究院の李厚俊研究員らによる国際共同研究グループは、環境浄化や高性能触媒用途に向けた「コア－シェル型ナノ触媒」の量産的かつ効率的な合成に成功しました。これまで、触媒の反応活性はその表面構造に...

SOFCは、高効率かつ高耐久な燃料電池の１つです。水素を燃料とし、発電時に二酸化炭素を排出しない発電デバイスであり、水素エネルギー社会実現に向けた中核技術として注目されています。しかし、発電の動作温度は700~800℃と高く、高価な耐熱材料の使用による材料コストが課題となっています。もし300℃程度の中温度域で発電できれば、より安価な耐熱材料の使用によるコスト削減が期待されますが、この温度域で十分な性能を持つ電解質材料はこれまで見つかっていませんでした。九州大学エネルギー研究教育機構・工学府材料工学専攻の山崎仁丈教授の研究グループは、スズ酸バリウム（BaSnO3）とチタン酸バリウム...

九州大学大学院工学研究院の安達千波矢教授、千歳洋平助教、国立台北科技大学の林家弘教授らの研究グループは、近赤外レーザーによって光る新しい有機分子を開発し、それを有機EL（OLED）としても高効率に発光させることに成功しました。今回開発された分子は、「熱活性化遅延蛍光（TADF）」と、近赤外レーザーによって効率的に励起される「2光子吸収」という、通常は両立が難しい2つの光機能を単一分子内で実現した点で、非常に画期的です。これらの特性は従来、個別に研究されてきましたが、本研究では分子設計により両者を高度に両立させ、その発現メカニズムを理論計算と実験の両面から明らかにしました。両機能を同時に発現し...

金属ナノ粒子触媒は、持続可能なエネルギー変換技術や脱炭素社会の実現に貢献する重要な材料です。これらの触媒における反応活性は、その表面構造や帯電状態に大きく依存することが知られていましたが、実際の反応環境下におけるナノスケールでの挙動についての理解は依然として不十分でした。九州大学大学院工学研究院の麻生亮太郎准教授、村上恭和教授、佐野弘貴氏（博士前期課程）、九州大学超顕微解析研究センターの玉岡武泰助教（現：株式会社東レリサーチセンター）、大阪大学産業科学研究所の吉田秀人准教授、九州大学大学院総合理工学研究院の永長久寛教授、北條元准教授、大阪大学大学院情報科学研究科の御堂義博特任准教授...

九州大学カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所（WPI-I²CNER）の中村潤児特任教授、Mo Yan学術研究員、北海道大学触媒科学研究所の武安光太郎准教授、筑波大学国際マテリアルズイノベーション学位プログラム（博士後期課程）のMuhammad Asif氏およびRavi Singh氏らの研究グループは、金ナノ粒子による常温一酸化炭素（CO）酸化反応が、熱的な触媒作用だけではなく、新たに提唱した“混成電位駆動型触媒反応”という電気化学的メカニズムで進行することを世界で初めて実証しました。これまで、COの酸化反応は温和な条件下でも進行することが知られていましたが、その根本的な駆動原...

分子材料の光機能は、分子の構造や対称性と密接に関係しています。中でも、光励起によって分子の対称性が変化する現象が、光物理特性にどのような影響を与えるのかは、近年注目されつつある重要な課題です。しかしこのような励起状態における対称性変化と光機...

自然科学研究機構分子科学研究所の古池美彦助教、尾上靖宏研究員、斉藤真司教授、秋山修志教授、九州大学先導物質化学研究所の森俊文准教授らの研究グループは、生物が体内で時間を計る仕組みである「体内時計」では、「時計の針」を動かすかのように化学反応の進み具合を調節するタンパク質のメカニズムが働いていることを解明しました。本研究は、「タンパク質に秘められた、化学反応をあえて止めたりタイミングを見計らって進めたりする仕組み」を解明する学問的意義が極めて高い研究成果です。本研究は、米国科学アカデミーが発行する国際学術誌「PNAS Nexus」に、2025年４月28日に掲載されました。研...

窒素ドープカーボン触媒の活性点であるピリジン型窒素の反応素過程におけるエネルギーダイアグラム。北海道大学触媒科学研究所の武安光太郎准教授、九州大学カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所（WPI-I²CNER）の中村潤児特任教授、...

有機分子の励起状態のエネルギー構造は、これまで様々な仮定の上で実験データの解析が行われ、励起状態のエネルギー構造が議論されてきました。しかしながら、励起状態のエネルギー構造を正確に理解することは非常に困難であり、特に最低一重項（S1）と最低三重項（T1）のエネルギーがゼロに近いような励起状態に関する実験データの解析はしばしば矛盾を生じることがあり、研究者を悩ませてきました。今回、九州大学最先端有機光エレクトロニクス研究センター（OPERA）・安達千波矢教授と土`屋陽一特任准教授（当時）ら、および九州大学大学院理学研究院・恩田健教授と宮田潔志准教授らの研究グループは、発光の過渡減衰（...

ドイツにあるグライフスヴァルト大学のプラズマ物理研究チーム（Prof. Peterグループ）と九州大学の極限プラズマ研究連携センターの国際共同研究によって行われた本研究は、直線装置PANTA（※1）を用いて実施されました。本研究チームは、プラズマ内で発生する「パフ」と呼ばれる小さな渦の動きを詳細に解析し、その渦がどのようにして乱流へと発展するのかを解明しました。研究の結果、磁場強度が強くなることで「パフ」の数が増加し、それらが相互干渉することにより乱流がより強く広がる現象が確認されました。特に、「パフ・ジャミング」という現象では、渦が狭い空間に圧縮されることにより、乱流が急速に発展...