共同発表：新発見：ファンデルワールス層状準結晶の超伝導～第３の固体「準結晶」の超伝導発現機構の解明に糸口～
ポイント 第３の固体「準結晶」の原子配列秩序を持ったファンデルワールス層状物質が超伝導性を示すことを発見した。 ファンデルワールス層状物質は、構造の２次元性を反映した特異な物性、およびそれを利用した新奇デバイス開発への期待から、近年盛んに研究されているが、従来研究対象となっていたものはいずれも「結晶」である。今回世界で初めて、ファンデルワールス層状「準結晶」の低温物性を調べ、超伝導を発見した。 この発見は、未解明の準結晶超伝導の発現機構の解明につながるものと期待される。また、本研究は、この新物質群の物性研究の足がかりとなるもので、これを利用した新奇デバイスの開発につながることが期待される。 東京大学 生産技術研究所の徳本 有紀 講師、枝川 圭一 教授らの研究グループは、東京理科大学 先進工学部の田村 隆治 教授らのグループと共同で、結晶、アモルファスとは異なる第３の固体「準結晶」の構造秩序
ペロブスカイト型太陽電池の開発｜環境エネルギー｜事業成果｜国立研究開発法人 科学技術振興機構
宮坂 力（桐蔭横浜大学 大学院工学研究科 教授） ALCA 実用技術化プロジェクト課題 自律分散型次世代スマートコミュニティ 「有機無機ハイブリッド高効率太陽電池の開発」研究代表者（H25-28） 太陽の光エネルギーを直接電気に変換する太陽電池。その種類は、原料として使われる半導体によって様々だが、現在量産されている太陽電池の多くは、「シリコン系太陽電池」と「化合物系太陽電池」と呼ばれるタイプのものだ。これらの太陽電池は壊れにくく、高変換効率（高いものでは25％を達成）である一方で、材料や製造コストが比較的高いというデメリットがあった。さらに、シリコン系太陽電池ではシリコンが厚く、曲げることができないことが設置場所を制限していた。 そこで次世代の新規太陽電池材料として期待を寄せられているのが、「ペロブスカイト太陽電池」だ。ペロブスカイトと呼ばれる結晶構造の材料を用いた新しいタイプの太陽電池
日本に数学や物理学を学ぶ女性が少ないのはなぜ？ - POLICY DOOR ～研究と政策と社会をつなぐメディア～
「女性が入ると会議が長くなる」などと発言して東京オリンピック・パラリンピック組織委員会会長を辞任した森喜朗会長。この女性蔑視発言は国際的にも問題視され、日本のジェンダーギャップがいまだに大きいことが改めて白日の下にさらされた。世界経済フォーラムのジェンダーギャップ指数2020 で、日本は121位であるという事実も再認識された。こうした社会風土が、女性の理系進学に影響をしている可能性を示唆したグループがある。 横山教授が取り組んだのは、なぜ日本では数学や物理学の女子が少ないのかという問題だ。日本では理学部や工学部、中でも数学や物理学といった分野の女性比率が極めて低い。女子学生の理系進学の障害になっているものは何なのか。 ジェンダー研究をスタートさせた理由 科学技術社会論の研究者である横山教授は、学生時代はスーパーカミオカンデを使ったニュートリノ実験のメンバーだった。もともと科学ジャーナリスト
共同発表：ゲルのやわらかさの秘密：「負のエネルギー弾性」を発見
ポイント ゲルのやわらかさを決める物理法則は何か？という非常に基本的な問題について、その鍵となる「負のエネルギー弾性」を世界で初めて発見しました。 「ゲルのやわらかさは、熱力学第二法則（エントロピー増大の法則）に基づくエントロピー弾性でおおむね説明できる」という１００年近く信じられてきた定説を覆しました。 食品や医療用にゲルを活用する際に重要な「やわらかさの温度変化」は、従来の想定よりも数倍大きくなることを実証し、やわらかさを決定する物理法則を明らかにしました。 東京大学 大学院工学系研究科 バイオエンジニアリング専攻の吉川 祐紀 大学院生、作道 直幸 特任助教、酒井 崇匡 教授らは、ゲルのやわらかさに潜む「負のエネルギー弾性」を発見しました。 ゲルは、ゼリー、豆腐などの食品や、ソフトコンタクトレンズ、止血剤など医療に活用される、ウェットでやわらかい物質です。ゲルから水を蒸発させたものがゴ
共同発表：世界初、グラフェンナノリボンを完全精密合成～新しい高分子化反応「リビングＡＰＥＸ重合」を開発～
ポイント 次世代炭素材料として期待されるグラフェンナノリボンは、その長さや幅、構造が電子物性に大きな変化を与えるが、従来の合成手法では全てを精密制御できなかった。 効率的な高分子重合法（リビングＡＰＥＸ重合法）を開発し、長さ、幅、構造を精密制御してグラフェンナノリボンを合成することに、世界で初めて成功した。 さまざまな構造をもつグラフェンナノリボンを精密に設計・合成できるので、次世代半導体など、広範囲にわたる応用展開への道をひらくと期待される。 ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業において、ＥＲＡＴＯ 伊丹分子ナノカーボンプロジェクトの伊丹 健一郎 研究総括（名古屋大学 トランスフォーマティブ生命分子研究所（ＷＰＩ－ＩＴｂＭ） 拠点長／教授）、伊藤 英人 化学合成サブグループリーダー（名古屋大学 大学院理学研究科 准教授）、矢野 裕太（名古屋大学 大学院理学研究科 博士後期課程３年）らの研究グル
共同発表：ＡＤＨＤの脳構造の特徴を人工知能により解明し、遺伝子多型の影響を発見
ポイント ＡＤＨＤ（注意欠如・多動症）児の脳構造の解析において人工知能（機械学習）を導入し、ＡＤＨＤ児には特定の脳部位に特徴があることを高い精度（約８０％）で明らかにした。 これらの脳部位のうち「眼窩前頭皮質」では、ＡＤＨＤの要因の１つ、実行機能に影響しているＣＯＭＴ遺伝子の多型と脳構造との関連も確認できた。 本成果を基に、国際的なデータベースで検証した結果、米国・中国のＡＤＨＤ児でも７３％の精度で確認され、将来、国際的な診断指標として応用できる可能性が示唆された。 本研究の一部は、科学技術振興機構（ＪＳＴ） ＲＩＳＴＥＸ「養育者支援によって子どもの虐待を低減するシステムの構築」プロジェクト、科学研究費補助金若手研究、基盤研究（Ｂ）、挑戦的萌芽研究、武田科学振興財団からの支援を受けて行われました。 ＜研究の背景と経緯＞ ＡＤＨＤは神経発達症（発達障がい）の１つで、不注意（気が散りやすい、忘
共同発表：世界初、ダイヤ中でエラー耐性量子演算処理に成功～室温万能量子コンピューターに道～
ポイント 量子コンピューターの実現には量子ビットの脆弱性の克服が課題であった。 ダイヤモンド中の電子や核子のスピンを量子ビットとして用い、操作エラーや環境ノイズに耐性のある演算処理を実現した。 室温かつ完全無磁場下でのスピン操作が可能となり、より汎用的な量子情報技術として発展が期待される。 ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業において、横浜国立大学の小坂 英男 教授、同 大学院工学府 博士課程の長田 昂大 大学院生（前期２年）、倉見谷 航洋 大学院生（後期１年）は、ダイヤモンド中の窒素空孔中心（ＮＶ中心）注１）にある電子や核子のスピン注２）を量子ビット注３）として用い、室温の完全無磁場下で、操作エラーや環境ノイズに耐性を持ち自在に多量子操作ができる万能な量子ゲート操作注４）に世界で初めて成功しました。幾何学性を利用することにより、従来必要であったエラー訂正が不要で任意の精度の量子操作が可能となり
共同発表：神経難病が起こる仕組みを解明～多発性硬化症の新しい治療法に道～
ポイント 多発性硬化症は、中枢神経系の組織に免疫細胞が侵入して神経を傷つけた結果、視力障害や感覚障害、運動麻痺などの神経症状が起こる自己免疫疾患です。本研究により、多発性硬化症において多数の免疫細胞が中枢神経組織に侵入する仕組みを明らかにしました。 多発性硬化症では、病原性のＴ細胞が産生するＲＡＮＫＬ（ランクル）というサイトカインが、中枢神経組織のアストロサイトに働きかけて、ケモカインの放出を促すため、多数の免疫細胞が中枢神経組織に集積し炎症が起きることが分かりました。 マウスの多発性硬化症モデルにおいて、ＲＡＮＫＬの活性を低下させるような低分子阻害剤が高い治療効果を示すことが分かり、今後ＲＡＮＫＬを標的とした新しい治療アプローチの開発が期待されます。 免疫系は病原菌やウイルスなどの異物を認識し排除するシステムですが、時には私たちの身体の一部を異物と誤認してしまい、自己組織を攻撃し炎症を引
共同発表：世界初の有機材料を使った蓄光システムの開発に成功～レアメタル不要な新しい蓄光メカニズムを実現～
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）の嘉部 量太 助教、安達 千波矢 センター長らは、世界初の有機材料を使った蓄光システムの開発に成功しました。この有機蓄光システムは、既存の無機蓄光材料には不可欠なレアメタルを一切含まず、簡便なプロセスで作成できるだけでなく、溶媒への可溶性・透明性・柔軟性といった機能を付与できるため、塗料や繊維など新しい用途への幅広い展開が可能となり、蓄光材料の普及に広く貢献するものと考えられます。 蓄光材料は太陽光や照明の光を蓄え、数時間に渡って発光できるため、時計の文字盤や非常誘導灯など、電力を必要としない光源として利用されています。しかし、従来、蓄光材料は全てユーロピウムなどのレアメタルを含む無機材料で構成されており、その合成には１０００℃以上の高温処理や粒径制御、溶媒への分散といった多くの工程が必要となります。このようなレアメタルの資源
共同発表：固体中で熱を特定の方向に流し、一点に集めることに成功～熱制御に新しい選択肢～
ポイント 方向性なく固体中を拡散すると考えられてきた熱に指向性を与えられることを実証しました。 世界で初めて、固体中で熱流を一点に集中させる集熱に成功しました。 発熱が大きな問題となる半導体チップなどの放熱問題解決に寄与する、新しい構造設計手法を提供し、より高度な熱制御が可能になることが期待できます。 東京大学 生産技術研究所附属マイクロナノ学際研究センターの野村 政宏 准教授、Ｒｏｍａｎ Ａｎｕｆｒｉｅｖ氏（ロマン・アヌフリエフ 東京大学特別研究員・日本学術振興会外国人特別研究員）らは、シリコン薄膜にナノ構造を形成することで熱流に指向性を与え、集熱に成功しました。 熱は固体中を四方八方に拡散するため、特定の方向に熱をより多く流すことはできず、より高度な熱マネジメントを必要とするデバイスなどで、熱流制御への期待が高まっています。本研究では、シリコン薄膜に規則正しくナノサイズの円孔を配列し、
共同発表：１つの幹細胞からできる精子の数は周期的に変動することを発見
ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業において、京都大学 大学院医学研究科の篠原 美都 助教らのグループは、精巣の幹細胞注１）が精子を作る活性には周期があること、幹細胞によっては分化の過程で精子になるものとならないものがあることを発見しました。精子形成の効率は、遺伝病の伝達や種の進化・保存を左右する重要な因子であるため、本研究成果は、医学・畜産学にも影響する画期的なものです。 精子形成の源である精子幹細胞は、一生にわたって分裂し、毎日膨大な数の精子を作り続けます。幹細胞は精巣に多数あり、精子は複数の幹細胞から産生されますが、個々の幹細胞がその構成にどのように寄与しているかは分かっていませんでした。本研究では、マウスの精子幹細胞それぞれを識別できるように、ウイルス遺伝子を導入して標識したのち、精巣に移植しホストマウス注２）から生まれるそれぞれの仔がどの幹細胞から生まれているかを長期にわたって調べまし
共同発表：幾何学の定理を活用したものづくり～３０の頂点を持つアルキメデスの多面体（二十・十二面体）の化学分子合成～
ポイント ３次元空間にかかる幾何学的な制約をうまく分子設計に組み込み、これまでに類をみない新物質（多面体型（二十・十二面体）の巨大中空分子）を合成することに成功した。 「合計１００成分にも及ぶ個々の小さなパーツが自発的に組み上がり最終構造を作る」という、一見不可能とも思える高度かつ精密な制御を実現した。 今回合成に成功した巨大分子構造は、タンパク質をすっぽり包み込めるほど大きな内部空間を有するため、将来的にはタンパク質のカプセル・コンテナとして活用し、分子構造解析を可能にするなど、創薬やヘルスケア分野に貢献することが期待される。 東京大学 大学院工学系研究科の藤田 誠 教授らの研究グループは、３次元空間に課される多面体としての制約注１）を化学分子の合成指針として活用し、一見不可能とも思える多数成分からの巨大球状構造の自己集合をこれまでに達成してきました。今回、分子のわずかな「たわみ」注２）
井上過冷金属プロジェクト | ERATO
総括責任者 井上 明久 (東北大学 金属材料研究所 所長／教授) 研究期間：1997年10月～2002年9月 通常の金属は融点以下では直ちに結晶化するが、特定成分（3経験則）の金属では過冷却液体が安定化することを見出してきており、本プロジェクトはこの過冷却金属液体（過冷金属）の高安定性の極限と機構を探求し、新たな物質科学の創出と新規な機能を持った金属材料の創製を目指した。 その結果、3経験則を満たした合金では、（１）高稠密充填、（２）新局所原子配列、（３）長範囲均質相互作用の特徴をもった新ガラス構造が生成され、この新規原子配列構造が結晶への再配列を起こし難くして、過冷却液体が安定化することを明らかにした。相変態の観点からも安定化の機構解明を図り、安定化した金属―金属系過冷金属の初期析出相は20面体局所原子配列を含む準安定なfcc-Zr2Ni型相であるが、3経験則をはずす元素を少量添加すると
共同発表：生薬甘草の成分が内臓脂肪の炎症・線維化を抑制する機序を解明
ポイント 甘草（かんぞう）成分イソリクイリチゲニン（ＩＬＧ）の新たな薬理作用を見いだした。 ＩＬＧは脂肪細胞に働き、抗炎症作用を示す。 ＩＬＧは内臓脂肪の線維化を抑制する。 本成果により、新たなメタボリックシンドローム治療薬の開発につながる可能性がある。 富山大学 大学院医学薬学研究部（医学） 免疫バイオ・創薬探索研究講座（富山県寄附講座）の渡邉 康春 客員助教、長井 良憲 客員准教授、高津 聖志 客員教授らの研究グループは、漢方薬に含まれる生薬甘草の成分イソリクイリチゲニンが、脂肪細胞やマクロファージ注１）に作用し、内臓脂肪の炎症および線維化注２）を抑制することを発見し、その機序を解明しました。本研究により、イソリクイリチゲニンを活用した新たなメタボリックシンドローム治療薬の開発が期待されます。本研究成果は、２０１６年３月１５日（英国時間）に英国科学誌「Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｒｅｐｏｒｔ
機構報 第1168号：グラフェンによる超潤滑現象の観察とメカニズム解明に成功
ポイント 物質間の摩擦が非常に低い“超潤滑現象”を炭素薄膜（グラフェン）と金を用いて世界で初めて観察し、そのメカニズムを解明した。 グラフェンを表面にコーティングすることにより、機械部品同士の摩擦を低く抑えられる技術の実現が期待できる。 ナノ領域で部品間の摩擦力が極端に増すナノマシーンへの応用が期待される。 ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業において、バーゼル大学 物理学科の川井 茂樹 シニアサイエンティストは、炭素原子一層の薄膜であるグラフェンナノリボン（帯状構造）と金の表面間に生ずる超潤滑現象の観察ならびにそのメカニズム解明に世界で初めて成功しました。 通常、材料間の接触面ではそれぞれの材料を構成する原子が互いに吸着する方向に動いて位置合わせを行い、それが摩擦力の増加となります。しかし、炭素薄膜は構成している炭素原子間の結合力が非常に高く、原子は殆ど動きません。このため接触面での原子の位置
共同発表：大容量の蓄電が可能な「リチウム空気電池」用電極材料の開発～ナノ多孔質グラフェンとルテニウム系触媒が鍵～
ポイント リチウムイオン電池の６倍以上の電気容量を持ち、１００回以上繰返し使用が可能な「リチウム空気電池」の開発に成功した。 高性能な多孔質グラフェンと触媒により長寿命と大容量を実現。 １回の充電で５００ｋｍ以上の走行が可能な電気自動車の実現を視野に。 ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業の一環として、東北大学 原子分子材料科学高等研究機構（ＡＩＭＲ）の陳 明偉 教授らは、３次元構造を持つナノ多孔質グラフェン注１）による高性能なリチウム空気電池注２）を開発しました。 現在の電気自動車に使われているリチウムイオン電池の電気容量では、２００ｋｍ程度しか走行できず、走行距離を飛躍的に伸ばすために新しいタイプの大容量の蓄電池の開発が望まれています。 近年、注目されている新しい二次電池の中に「リチウム空気電池」があります。この電池はリチウムイオン電池とは異なり、正極にコバルト系やマンガン系の化合物を用いる
共同発表：研究基盤としてのアンドロイド「ＥＲＩＣＡ（エリカ）」を開発～自然な対話が可能な自律対話型アンドロイドの実現に向けて～
ポイント 人間と自然に対話するアンドロイド「ＥＲＩＣＡ(エリカ)」を新たに開発した。 見た目は美人顔の特徴を参考にコンピューターで合成され、振る舞いは現時点で最先端の音声認識、音声合成、動作認識、動作生成の技術を統合して作られている。 「ＥＲＩＣＡ」を、「違和感のない自然な対話」を追求する研究プラットフォーム（研究基盤）とすることで、自律対話型アンドロイドの実現が期待される。 ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業において、ＥＲＡＴＯ石黒共生ヒューマンロボットインタラクションプロジェクトの石黒 浩 研究総括（大阪大学 大学院基礎工学研究科 教授、株式会社国際電気通信基礎技術研究所 石黒浩特別研究所 所長・ＡＴＲフェロー）、河原 達也（京都大学 大学院情報学研究科 教授）らは、研究プラットフォーム注１）として人間に酷似したロボットのアンドロイド「ＥＲＩＣＡ（エリカ）」を開発しました。 従来のアンドロ
共同発表：臓器の芽を作製する革新的な培養手法を確立～腎臓や膵臓など、さまざまな器官再生へ道～
横浜市立大学 大学院医学研究科 臓器再生医学 武部 貴則 准教授、同 谷口 英樹 教授、埼玉大学 大学院理工学研究科 吉川 洋史 准教授らの共同研究グループは、立体的な器官原基（臓器の芽）を人為的に創出する汎用的な培養手法を確立しました。まず、同グループが２０１３年に報告したヒトｉＰＳ細胞から肝臓原基を形成する培養手法におけるメカニズムを詳細に解析したところ、立体的な肝臓原基の作製には、①間葉系細胞の存在、および②培養系における物理的な外部環境（硬さ環境）の最適な条件設定、により多細胞集団が収縮現象を引き起こすこと、が必須であることを明らかにしました。さらに、このメカニズムを他器官の作製に応用した結果、肝臓のみならず、膵臓、腎臓、腸、肺、心臓、脳から分離した細胞から３次元的な器官原基を創出することに成功しました。創出された３次元器官原基は、移植後すみやかに血流を有する血管網を再構成するのみ
共同発表：アンモニア合成の大幅な省エネ化を可能にした新メカニズムを発見
＜研究の背景と経緯＞ 人工的にアンモニアを合成する技術は、ハーバーとボッシュによって初めて見いだされ、この技術（ハーバー・ボッシュ法、ＨＢ法）は、１９１２年代に工業的に完成してから約１００年経った現在でも、人類の生活を支えるために必要不可欠となっています。また、アンモニア分子は分解することで多量の水素発生源となり、かつ室温・１０気圧で液体になることから、燃料電池などのエネルギー源である水素運搬物質としても期待されています。 ＨＢ法の鍵は反応を速やかに進行させる触媒であり、鉄やルテニウムを含む多くの触媒が開発されてきました。アンモニア合成反応では、窒素分子の三重結合が極めて強固で安定なので、それを切断するのに大きなエネルギーを要してしまい、その結果として、どの触媒を用いても窒素分子の結合を切断する過程が全体の反応の速度を遅くしていること（律速）が知られていました。 本研究で用いた触媒は、Ｃ１
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[PDF]人間力活性化によるスーパー日本人の育成と 産業競争力増進/豊かな社会の構築