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ヒトiPSレポーター細胞を用いたシグナルかく乱を指標とする発生毒性試験法
2022年2月18日に iScience にオンライン掲載
工学研究院の福田淳二教授、国立医薬品食品衛生研究所の大久保主任研究官らの研究グループは、線維芽細胞増殖因子シグナルの攪乱を連続的にモニタリング可能なヒトiPSレポーター細胞を作り、シグナル攪乱を指標としてサリドマイドとその誘導体を含む発生毒性物質を高い正確度で検出できることを発表しました。
EurekAlert!
人工次元フォトニクスの実証
2022年1月28日に Science Advances にオンライン掲載
2016年、トポロジカル絶縁体の新しい電気伝導物理の開拓についての研究がノーベル物理学賞を受賞しましたが、この概念は周期的な構造の中を伝わる光にも当てはまり、さらには光の周波数列などの振る舞いにも適用できる可能性があります。工学研究院のArmandas Balčytis（現在、ロイヤルメルボルン工科大学）と馬場俊彦教授は、東北大学、慶應義塾大学、東京大学と共同で「人工次元」と呼ばれるこのような周波数列のユニークな光学現象を、世界標準的な光集積プラットフォーム「シリコンフォトニクス」を用いて初めて実証することに成功しました。これは人工次元を用いたトポロジカル現象実現への第一歩となり、トポロジカルフォトニクスが単なる物理学的な研究から、様々な光部品に応用される新しい要素となり得ることを示唆しています。
EurekAlert!
世界初、ダイヤ中の電子と光子の幾何学的な量子もつれの生成に成功
2021年12月15日に Communications Physics にオンライン掲載
ノイズ耐性のある量子インターネットへの道を拓く
工学研究院／先端科学高等研究院の小坂英男教授、関口雄平助教らは、ダイヤモンド中の電子をゼロ磁場環境で制御することで、電子と自然放出される光子の幾何学的な量子もつれの生成に世界で初めて成功しました。研究グループは、ダイヤモンド中の窒素空孔中心（ＮＶ中心）の電子がゼロ磁場で形成する幾何学的な自由度と、同様に幾何学的な性質をもつ光子の偏光の自由度が、自然放出によって量子もつれを形成することを実証しました。これによって放出された光子を遠隔ダイヤモンド中の核子に量子テレポーテーションの原理で転写することで量子中継の鍵となる遠隔量子メモリー間の量子もつれを生成することが可能になります。この手法は、従来必須であった光子の時間、周波数、および空間の精密なモード整合を必要としないためノイズ耐性が高いことに加え、磁場を加えないため超伝導のような異種材料からなる量子デバイスとの互換性にも優れています。本成果は、量子コンピューター、量子シミュレーター、および量子センサーを含む量子デバイスを量子的につなぐ通信基盤である量子インターネットの要素技術として新たな可能性を開きます。
EurekAlert!
ホップの蔓からTEMPO酸化型セルロースナノファイバーを分離することに成功
2021年6月10日に ACS Agricultural Science & Technology にオンライン掲載
農業廃棄物から環境付加価値の高い物質を作るアップサイクル
工学研究院の川村 出 准教授、大学院理工学府 化学・生命系理工学専攻 博士課程後期1年・日本学術振興会 特別研究員(DC1)の金井典子さん、遠野みらい創りカレッジ 西村恒亮マネージャーらの研究グループは、農業廃棄物であるホップの蔓からTEMPO酸化型セルロースナノファイバーを分離することに成功しました。さらに本学の機器分析評価センターに設置されている先端分析機器群を駆使して、ホップ蔓由来のセルロースナノファイバーの構造を明らかにしました。この成果により、これまでは廃棄されていたホップの蔓から環境付加価値の高い物質を取り出すアップサイクルを達成し、新しいセルロースナノファイバー資源としての可能性を示すとともに、SDGsのゴール12 -つくる責任 つかう責任-の廃棄物問題に関するターゲットに対して貢献できる成果となりました。
EurekAlert!
生物多様性が気候変動問題の解決の鍵となる
2021年6月4日に Nature Climate Change に掲載
環境情報研究院の森章教授が主導し、森林総合研究所、東京大学、そして国外10大学等研究機関が参画する国際研究グループは、生物多様性と気候変動の問題の相互依存性を定量化した論文を発表しました。地球温暖化を防ぐことで生物多様性を保全できれば、生物多様性による炭素吸収が進み、気候の安定化をさらに促進できることが分かりました。この気候安定化と多様性保全の両者促進の利益の経済評価も実施し、今後の国際政策における両者間の良い関係性（安定化フィードバック）に注視することの重要性を強調しました。
EurekAlert!
見えない壁で転倒予防を実現！？
2021年4月1日に Scientific Reports にオンライン掲載
ヒトのライトタッチ現象を利用したバランス能力向上装置を開発
工学研究院の島圭介准教授ら及び県立広島大学の研究グループが、ヒトのライトタッチ現象を利用してバランス能力を向上させる新しい装置を開発しました。ライトタッチ現象は、ヒトがカーテンや紙などに指先で軽く触れていると安定して立てたり、転倒しにくくなる現象です。研究グループでは、何かに触れたときの反力を振動で表現して指先に与えることでこの現象を再現できることを世界で初めて発見し、全く新しい立位・歩行サポート法として小型転倒予防装置を開発・提案しました。実験ではこの装置を装着することで立位時の姿勢動揺が低減することを確認し、日常生活の転倒予防への貢献が期待されます。
EurekAlert!
拡張現実で味や食感を変える
2020年9月30日に Scientific Reports に掲載
環境情報研究院の岡嶋 克典教授らの研究チームは、食品の輝度分布を変えるだけで、食品の見た目の「しっとり感」や「おいしさ」を変化させること、そして、AR（拡張現実感）を用いることで、実際の食感や味覚にも影響することを実験的に示しました。
食品の見た目が食感や味覚に与える影響は定性的には知られていますが、本研究はその効果を定量化できる手法を示し、最適な食品の外観を設計するためのツールの可能性を拓きました。今後、様々な食品の様々な質感を変調させる画像技術の開発を進めるとともに、本システムを用いてクロスモーダル効果に関する脳内メカニズムを明らかにしていきます。
EurekAlert!
新生児の経皮ビリルビン値及びバイタルサインの経時的マルチモニタリングをIoT技術で実現
2021年3月3日 Science Advances にオンライン掲載
工学研究院の太田裕貴准教授、稲森剛大学院生らの研究グループは、横浜市立大学と共同で、新生児医療に向けた経皮ビリルビン値・SpO2・脈拍同時計測ウェアラブルデバイスを実証しました。
シリコーンゴムを主材とした材料を新生児とデバイスのインターフェースに用いることで高密着性が実現され、微細加工を用いて光学設計を最適化することで経皮ビリルビン値・SpO2・脈拍の三つのバイタルを額から経時計測できるスマートデバイスを実証しました。さらに光療法中の経皮ビリルビン値の経時計測も可能であることも臨床試験で確認しました。
その他のバイタルサインも同時に検出できるようなデバイスに発展させることで新生児医療の高度・高効率化及び在宅医療へのハードウェア技術としての展開が期待できます。
EurekAlert!
超伝導回路で省電力マイクロプロセッサの動作を実証
2020年12月15日 IEEE Journal of Solid-State Circuits にオンライン掲載
先端科学高等研究院のChristopher Ayala准教授と吉川信行教授らの研究グループは、超伝導回路を用いた省電力マイクロプロセッサの4.2Kでの動作実証に世界で初めて成功しました。
本プロセッサは、断熱法と呼ばれる回路技術を用いて超伝導回路の消費電力を極限的に低減しており、現在の半導体集積回路技術に対して5桁以上（冷却に必要な電力を見込んでも2桁以上）の低電力化が可能となります。
高性能コンピュータや量子コンピュータの制御回路への応用が期待されます。
EurekAlert!
高エネルギー密度蓄電池材料の発見
2020年3月25日 Materials Today にオンライン掲載
工学研究院の藪内直明教授らの研究グループは、マンガンとチタンから構成されたナノサイズ試料を合成することで、大きな放電容量と高いエネルギー密度を実現する新しい電池材料の開発に成功しました。
既存の電気自動車で用いられているコバルトやニッケルを利用しない低価格・高性能なリチウムイオン蓄電池の実現は、電気自動車の普及にも繋がると期待できます。
EurekAlert!