https://my.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/ # 【大阪大学】産業科学研究所 研究紹介 リサーチ2026 ## Page 01 ![Page 01の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000001.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 ## Page (追加)1 ![Page (追加)1の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000002.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 ## Page 02 ![Page 02の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000003.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 情研究・技術シーズ目次ページ番号123456789101112131415161718192021222324252627・282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566対話を通じて知識を獲得する対話システム小型マイクロフォンアレイを使った音源分離・定位グラフで与えられた知識を活用するAIエージェント動画の意味内容理解とその応用データに基づき因果関係に関する仮説を探索する研究統計的因果推論における識別性と推定法に関する研究リアルタイム予測システム時系列テンソルからの多角的特徴抽出第一原理電子状態計算による固体物性・材料機能の予測トポロジカルデータ解析と機械学習の物質科学への応用IoT・AIを活用した大面積シート型センサーシステムの研究開発シリコン基板中への空洞形成スピン力学センサの開発水素を利用したスピントロニクス材料の磁気特性制御電界制御量子ドットを使った量子中継器開発量子ビットのシャトリング技術の開発機能性酸化物を用いた新奇ナノデバイス創製強相関電子系金属酸化物の精密３次元ナノ構造創製低次元ナノ構造酸化物の構造・機能チューニング高次機能を集約したマルチタスク型先端セラミックス基複合材料の創製機能性電解液材料リアルタイム可視化技術を用いた各種電気化学デバイス開発電子デバイス用セルロースナノファイバー材料の開発バイオマスナノマテリアルの学際的機能開拓研究波長選択型有機太陽電池の開発数ナノメートルスケールの分子導線の開発TransparentSolarCellusingNanocrystals殺菌作用を有する二次元高分子材料の開発光機能材料における励起イオン種の応用開発１細胞解析のための光応答性細胞培養表面の創成タンパク質や細胞を遠隔操作する嵩高いケージング技術の創成電子エネルギー損失分光法によるナノレベル振動分光動作中のナノギャップ電極の表面観察極短パルス電子線によるダイナミクス計測超高速パルス電子顕微鏡量子ビームによる材料の反応解析量子ビームを用いた極限状態下の誘起反応化学レーザープラズマ電子加速とその応用レーザーと量子ビームによる材料の機能創製超高感度ナノポアウイルスセンサー1分子量子シークエンサーモバイルデバイスを利用した計測法の開発生物発光の多色展開および生物学への応用ヒト嗅覚システムを再現した匂いセンサーの開発多剤耐性細菌の情報伝達を阻害する新規抗菌薬の開発RNAを標的とする低分子創成光による核酸機能制御エピジェネティクスの化学的制御に基づいた医薬品創製標的タンパク質分解誘導剤の創製多剤耐性菌感染症を克服するための創薬研究脂溶性生理活性物質の輸送体の同定と輸送体を標的とした創薬不斉水素借用反応の開発と天然化合物の触媒的不斉合成医薬原料・材料開発を加速するデータ駆動型有機合成フレキシブル有機集積回路を活用したウェアラブルデバイスの研究開発地域スマートシティにむけた先進材料とセンサシステムの共創全ての細菌とより良い共存・共生関係を構築するための新規手法の開発………………………………………金属有機構造体による環境課題解決とシリコン/黒鉛シート複合体を用いたリチウムイオン電池の創製超高速生体高分子解析のためのAI駆動型量子シーケンシング非線形解析とAIによるメンタルリスク予測モデルの構築先端高密度3D実装材料・プロセス・信頼性評価技術開発KOBELCO未来協働研究所産研研究分野全体のSDGsマップ産研研究分野全体のSDGsマップ索引・キーワードKeywordIndex………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………情報情報情報情報情報情報情報情報材料材料材料材料材料材料材料情報材料材料材料材料材料解析材料材料材料材料材料材料材料バイオバイオ解析材料解析解析解析解析解析材料解析バイオバイオバイオバイオ医療バイオバイオ医療医療バイオバイオバイオ材料材料材料バイオ材料バイオ解析材料情報材料解析医療バイオ医療医療医療医療医療情報報Information材料Material解析Analysis医バイオBio療Medical ## Page 03 ![Page 03の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000004.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 ContentsPageNo.情報Information材料Material解析Analysis医バイオBio療Medical123456789101112131415161718192021222324252627・282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566DialogueSystemsAcquiringKnowledgeInformationSoundsourceseparationandlocalizationwithsmallmicrophonearrayAIagentsthatleverageknowledgeingraphVideocomprehensionanditsapplicationInformationInformationResearchonfindingcausalhypothesesbasedondataInformationResearchonidentifiabilityandestimationmethodsincausaldiscoveryReal-timeforecastingsystemInformationMulti-aspectminingoftime-seriestensorInformationFirst-principlespredictionformaterialpropertyandfunctionalityMaterialInformationInformationApplicationoftopologicaldataanalysisandmachine-learningformaterialsscienceSheet-typeLarge-areaSensorSystemsutilizingIoTandAIVoidFormationinSiSubstratesMaterialDevelopmentofspintronicsmechanicalsensorMaterialMaterialHydrogen-inducedcontrolofmagneticpropertiesofspintronicsdevicesDevelopmentofquantumrepeatersusingelectrically-controlledquantumdotsDevelopmentofasemiconductorspinqubittransferInformationMaterialFabricationofnoveldevicesbasedonfunctionaloxidematerialsMaterialMaterialFabricationof3DnanostructuresbasedonstronglycorrelatedtransitionmetaloxidesArchitectureandFunctionTuningforLow-dimensionalNanostructuredOxidesMaterialMaterialMaterialMaterialDevelopmentofMultitask-typeAdvancedCeramic-basedCompositeswithIntegratedFunctionsMultifunctionalliquidelectrolytematerialsMaterialOperandoAnalysis-drivenDevelopmentofElectrochemicalDevicesDevelopmentsofcellulosenanofibermaterialsforelectronicdeviceAnalysisMaterialInterdisciplinaryFunctionalDevelopmentResearchonBiomassNanomaterialsDevelopmentofwavelength-selectiveorganicsolarcellsDevelopmentofseveral-nanometer-scalemolecularwireTransparentSolarCellusingNanocrystalsMaterialMaterialMaterialDevelopmentofTwo-dimensionalPolymericMaterialswithBactericidalActivityApplicationofexcitedionspeciesinphoto-functionalmaterialsPhotoresponsivecellculturesurfacesforsingle-cellanalysisStericallybulkycagingforremote-controlofproteinsandcellsBioMaterialVibrationspectroscopyatnano-scaleusingelectronenergy-lossspectroscopyBioMaterialMaterialAnalysisAtomicscaleanalysisofthesurfacestructureinworkingnanogapelectrodesMaterialAnalysisInvestigationofreactionkineticsinducedbyultra-shortelectronbeamsUltrafastelectronmicroscopewithrelativisticfemtosecondelectronpulsesAnalysisofreactionsinducedinmaterialsusingquantumbeamStudyonradiationinducedchemicalreactionsatextremeconditionsAnalysisAnalysisAnalysisAnalysisLaser-PlasmaElectronAcceleration:FromFundamentalPhysicstoApplicationsAnalysisMedicalFunctionalizationofmaterialsbylasersandquantumbeamsUltra-sensitivenanoporevirussensorAnalysisBioSinglemoleculeDNAsequencerDevelopmentinvestigationsystembymobiledeviceBioBioMaterialMulticolordevelopmentofbioluminescenceandbiologicalapplicationDevelopmentofodorsensormimickinghumanolfactorysystemDevelopmentofnovelantibioticstargetingsignaltransductionofmulti-drugresistantpathogensSmallmoleculestargetingfunctionalRNAsBioMedicalMolecularphotoswitchesformodulatingDNA/RNAfunctionsBioMedicalDevelopmentoftherapeuticagentsbasedonepigeneticsBioMedicalDevelopmentoftargetedproteindegradersBioMedicalDrugDiscoverytoOvercomeMultidrug-ResistantBacterialInfectionsBioMedicalDiscoveryofadrugthatistargetinganovellipidmediatortransporterBioMedicalBioBioMaterialMedicalAsymmetrichydrogenborrowingreactionandapplicationforthecatalyticasymmetricsynthesisofnaturalproductsData-DrivenSyntheticOrganicChemistryforMedicinalandMaterialApplicationsDevelopmentofwearabledevicesutilizingflexibleorganicintegratedcircuitsMaterialCo-creationofAdvancedMaterialsandSensorSystemstowardRegionalSmartCitiesMaterialMaterialDevelopmentofnewmethodsforbettercoexistenceandsymbioticrelationshipswithallbacteriaBioMedicalMetalorganicframeworksforenvironmentalremediationandfabricationofSi/graphitesheetanodesinLiionbatteries.AI-PoweredQuantumSequencingforUltra-FastBiomoleculeAnalysisInformationBioDevelopmentofaMentalRiskPredictionModelUsingNonlinearAnalysisandAIDevelopmentof3DSystemintegrationtechnologyMaterialKOBELCOFuturePioneeringCo-CreationResearchCenterSANKENSDGsmapSANKENSDGsmap索引・キーワードKeywordIndexInformationAnalysisBioMaterial ## Page 04 ![Page 04の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000005.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 大阪大学産業科学研究所研究組織第１研究部門（情報・量子科学系）テーマ番号量子システム創成研究分野（大岩研）1516界面量子科学研究分野（千葉研）1314先進電子デバイス研究分野（関谷研）1112複合知能メディア研究分野（中島研）34知能推論研究分野（清水研）56知識科学研究分野（駒谷研）12知能モデリング研究分野第２研究部門（材料・ビーム科学系）自然材料機能化研究分野（能木研）2324金属有機融合材料研究分野（坂本研）27先端ハード材料研究分野（関野研）1920エネルギー・環境材料研究分野（山田研）2122量子ビーム物理研究分野（細貝研）3839量子ビーム物質科学研究分野（古澤研）3637トランスレーショナルデータビリティ研究分野（櫻井研）78第３研究部門（生体・分子科学系）励起材料化学研究分野（藤塚研）2829分子システム創成化学研究分野（山口研）3031精密制御化学研究分野4647複合分子化学研究分野（鈴木研）4849生体分子反応科学研究分野（黒田研）4445生体分子制御科学研究分野（西野研）5051生体分子機能科学研究分野（永井研）4243産業科学ナノテクノロジーセンターナノ機能材料デバイス研究分野（田中研）1718先進ナノファブリケーション研究分野3435ナノ構造・機能評価研究分野（末永研）3233ナノ機能予測研究分野（南谷研）910ソフトナノマテリアル研究分野（家研）2526バイオナノテクノロジー研究分野（谷口研）4041環境・エネルギーナノ応用分野57総合解析センター52生体分子AIセンシング応用研究分野58物質バイオミメティクス研究分野59精密分子創製化学研究分野（滝澤研）53先進薄膜機能物性研究分野（植村研）54先進材料実装研究分野（荒木研）55生体分子応用科学研究分野（山崎研）56超分散知的学習研究分野（松原研）フレキシブル3D実装協働研究所60KOBELCO未来協働研究所61産研戦略室P63P64索引・キーワードKeywordIndexP65P66 ## Page 05 ![Page 05の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000006.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 報Information研究開発段階情1テーマTheme研究分野DepartmentキーワードKeyword応用分野Application対話を通じて知識を獲得する対話システムDialogueSystemsAcquiringKnowledge知識科学KnowledgeScience対話システム、対話ロボット、大規模言語モデル、チャットボットdialoguesystem,dialoguerobot,largelanguagemodel,chat-bot医療介護、家電、エンタテイメントmedicalcare,electricalappliances,entertainment▼研究者Researcher駒谷和範K.Komatani武田龍R.Takeda基礎実用化準備応用化山本賢太K.Yamamoto背景音声や言語を用いて人とインタラクションするシステムの実現に向けた研究開発を行っています。大規模言語モデルを利用して「それらしい」応答をするシステムの実現は容易になっていますが、それを上回る、飽きられないシステムの実現に向けた技術が必要です。概要・特徴対話を通じて知識を獲得する方式に関する基礎研究を行っています。対話の中でユーザ発話から得られる情報をもとに、ユーザの心象を損なわずにシステムがうまく質問する技術を開発しています。技術内容●システムの知識を知識グラフとして保持し、そこから対話システムによる応答選択に有用な情報を取り出す試みをしています。これを通じて、自然な対話を続けながら、自律的に賢くなるシステムを目指しています。●また、対話システムに関する複数のコンペティションにおいて本研究室のシステムが入賞するなど、対話システムの設計や開発知識を獲得する対話の例の経験があります。●マルチモーダルデータからのユーザの心象推定にも取り組んでいます。社会への影響・期待される効果●言語を用いた人と機械とのインタラクションを実現●機械に対する親密度やユーザエクスペリエンスの向上【論文Paper】［1］I.Waki,R.Takeda,K.Komatani:LearningtoAskEfficientlyinDialogue:ReinforcementLearningExtensionsforStream-basedActiveLearning.Proc.SIGDIAL,pp.431-440(2025).[2］R.Takeda,H.Munakata,K.Komatani:LinkPredictionBasedonLargeLanguageModelandKnowledgeGraphRetrievalunderOpen-WorldandResource-RestrictedEnvironment.Proc.IJCKG(2023).[3］K.Komatani,K.Ono,R.Takeda,E.Nichols,M.Nakano:UserImpressionsofSystemQuestionstoAcquireLexicalKnowledgeduringDialogues.DialogueandDiscourse,Vol.13,No.1,pp.96-122(2022).【特許Patent】［1］中野、駒谷、林、藤岡：知識グラフ補完装置、および知識グラフ補完方法、特開2020-191009．[2]中野、駒谷、大塚：音声対話システム及び音声対話方法、特開2014-170047．1TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 06 ![Page 06の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000007.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 情2テーマTheme小型マイクロフォンアレイを使った音源分離・定位Soundsourceseparationandlocalizationwithsmallmicrophonearray報Information研究分野Department知識科学KnowledgeScience研究者Researcher武田龍R.Takeda駒谷和範K.KomataniキーワードKeyword対話ロボット、音源分離、音源定位、深層学習dialoguerobot,soundsourceseparation,soundsourcelocalization,deepneuralnetwork応用分野Application研究開発段階医療介護、防犯、家電、エンタテイメントmedicalcare,crimeprevention,electricalappliances,entertainment▼基礎実用化準備応用化背景「百聞は一見に如かず」というように、音には一覧性や可視性がなく、記録や検索が難しいという問題があります。また音は可視光などに比べて波長が長い等の性質があることから、回折や反射による残響などの特性があります。このため、とりわけ周辺雑音や複数の音が存在する場合、特定の音を聞き分けたり、音の到来方向を検出することは単純ではありません。概要・特徴ロボットに装着された複数のマイクロフォンなど、小型のマイクロフォンアレイを使って、特定の音を聞き分ける音源分離や音の到来方向を検出する音源定位を開発しています。これらは人の音声を感じ、聞き分け、音声認識するような対話ロボットには必須の技術です。技術内容深層学習技術（DeepNeuralNetwork：DNN）を応用し、マイクロフォンアレイ音響信号処理の高精度化およびリアルタイム処理化などに取り組んでいます。●音源定位:音源の到来方向を入力音響信号から検出するDNNモデル。●音源分離:特定方向から到来する音声だけを入力音響信号から抽出するDNNモデル。●データ拡張:音の到来過程をシミュレートし、深層学習に必要な大量データを自動生成。無響室等で測定したインパルス応答を利用し、実データに近い音響特性を再現。DNN音源定位スコアリアルタイムDNN音源定位リアルタイムDNN音源分離社会への影響・期待される効果●ロボットに装着された複数のマイクロフォンで音源分離・音源定位を実現●音の到来方向の記録や可視化、話者毎の音声記録が可能【論文Paper】［1］HokutoMunakata,YoshiakiBando,RyuTakeda,KazunoriKomataniandMasakiOnishi:"JointSeparationandLocalizationofMovingSoundSourcesBasedonNeuralFull-RankSpatialCovarianceAnalysis,"IEEESignalProcessingLetters,Vol.30,pp.384-388,April,2023.[2］R.Takeda,etal.:SpatialNormalizationtoReducePositionalComplexityinDirection-aidedSupervisedBinauralSoundSourceSeparation,Proc.APSIPAASC,pp.248-253(2021).[3］R.TakedaandK.Komatani:SoundSourceLocalizationbasedonDeepNeuralNetworkswithDirectionalActivateFunctionExploitingPhaseInformation,Proc.IEEE-ICASSP,pp.405-409(2016).TheUniversityofOsakaSANKEN2 ## Page 07 ![Page 07の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000008.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 報Information研究開発段階情3テーマTheme研究分野DepartmentキーワードKeyword応用分野Applicationグラフで与えられた知識を活用するAIエージェントAIagentsthatleverageknowledgeingraph複合知能メディアIntelligentMediaAIエージェント、知識グラフ、知識検索Functionaloxide,vanadiumoxide研究者Researcher医療、法律、AIの社会実装Medicine,Laws,ImplementationofAITechnologiestoSociety▼王博文B.Wang中島悠太Y.Nakashima基礎実用化準備応用化背景大規模言語モデル/大規模マルチモーダルモデルは汎用能力は高い一方で、専門的な領域では、モデルが持つ知識だけでは不足し推論の根拠も不透明になりやすいため、外部の知識グラフを用いた知識検索・推論（解釈可能性）を評価／強化することが期待されています。概要・特徴専門領域タスク向けに、知識グラフを整備し、検索して段階的に推論する能力を測るベンチマークを提案。技術内容●知識の外部化:知識を「知識グラフ」として明示的に構築し、推論に利用するAIエージェントの能力を評価するためのベンチマークデータセットを構築。●推論過程の可視化:AIエージェントは知識グラフのノード（診断やその条件）を反復的に取得し、段階的に推論することで、推論を実現診察の流れ。確立された診断手順に従って、必要な検査等が実施される。心筋梗塞に関連する疾患の診断フローの例。するとともに、その過程を提示することで推論の根拠を提供。●評価方法の明確化:大規模マルチモーダルモデルの知識検索＋多段推論能力、およびその根拠の正しさを評価できるベンチマークと、ベースライン手法を設計し、公開。社会への影響・期待される効果大規模言語モデル/大規模マルチモーダルモデルが専門的な領域やあまり知られていない領域で必要知識が不足して誤りやすいという課題に対し、知識を知識グラフとして外部化して検索＋段階推論（また、それに伴う根拠の可視化）を行えるAIエージェントが研究されています。本研究では、このようなAIエージェントの評価基盤やベースライン手法を提示することで、医療のような高リスクな予測が必要となる場面でもより信頼ができる、解釈可能な支援（専門家とのギャップの把握・縮小、意思決定支援の安全性向上）を後押しすることで、実運用に向けた研究開発を加速するという効果を期待しています。【論文Paper】［1］B.Wang,J.Chang,Y.Qian,G.Chen,J.Chen,Z.Jiang,J.Zhang,Y.Nakashima,H.Nagahara,“DiReCT:DiagnosticReasoningforClinicalNotesviaLargeLanguageModels,”Proc.NeurIPS2024.[2］B.Wang,Z.Jiang,Y.Susumu,S.Miwa,T.Chen,Y.Nakashima,“TamingtheUntamed:Graph-basedKnowledgeRetrievalandReasoningforMLLMstoConquertheUnknown,”Proc.ICCV20253TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 08 ![Page 08の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000009.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 情4テーマTheme動画の意味内容理解とその応用Videocomprehensionanditsapplication報Information研究分野Department複合知能メディアIntelligentMedia研究者ResearcherZongshangPangZ.Pang中島悠太Y.NakashimaキーワードKeyword動画、意味内容理解、検索、編集Videos,Semantics,Retrieval,Editing応用分野Application研究開発段階広告、エンターテインメントAdvertisement,Entertainment▼基礎実用化準備応用化背景動画共有サービスが一般化した現在、多くの人が動画の検索や閲覧、さらには動画自体の作成に関わる機会が増加しており、高度な動画の意味内容理解と、その結果を利用した効率的な動画の利活用が期待されています。概要・特徴大規模言語モデルや大規模マルチモーダルモデル等を利用し、セマンティクス（意味・意図・イベント）を中心に据えた動画理解。技術内容●LLMベースの部分動画検索を再設計:検索対象の始まりと終わりの時刻を正確に予測しようとする既存手法に対して、提案手法↑教師なしの動画要約手法の概要。は大規模言語モデルを活用して←LLMによる部分動画検索の既存手法（上）検索対象の意味に注目するアプと提案手法（下）。ローチを採用。●動画要約を対照学習の枠組みで直接定式化:真値から動画中の重要箇所を学習する既存手法に対して、動画内容の類似度やユニークさ等を教師なしの対照学習に自然に組み込むことができること、また結果として教師なしの動画要約を高精度化できることを示唆。社会への影響・期待される効果動画を見た目の動きではなく意図・イベント・要点として扱えるようにすることで、一般の長尺動画でも検索（いつ何が起きたか）や要約（どこが重要か）を低コストに高精度化しています。この成果は、例えば動画による政治広告のような場面では操作的編集の可視化によるメディア・リテラシー向上や公正な意思決定支援を促すなどの高度な動画内容理解の応用をはじめとして、広告・エンターテインメント・教育・アーカイブ運用・コンテンツ管理/モデレーション・業務効率化など幅広い領域で、動画の利活用を自動化、半自動化により後押しする効果が期待されます。【論文Paper】［1］Z.Pang,M.Otani,Y.Nakashima,“MeasureTwice,CutOnce:GraspingVideoStructuresandEventSemanticswithLLMsforVideoTemporalLocalization,”arXiv:2503.09027,2025.[2］H.Liu,Y.Nakashima,N.Babaguchi,“PALADIN:UnderstandingVideoIntentionsinPoliticalAdvertisementVideos,”Proc.WACV2025.[3］Z.Pang,Y.Nakashima,M.Otani,“ContrastiveLossesAreNaturalCriteriaforUnsupervisedVideoSummarization,”Proc.WACV2023.TheUniversityofOsakaSANKEN4 ## Page 09 ![Page 09の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000010.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 報Information研究開発段階情5テーマTheme研究分野DepartmentキーワードKeyword応用分野Applicationデータに基づき因果関係に関する仮説を探索する研究Researchonfindingcausalhypothesesbasedondata知能推論ReasoningforIntelligence統計的因果推論、統計的因果探索、データサイエンス、因果AIStatisticalCausalInference,StatisticalCausalDiscovery,DataScience,CausalAIAIの社会実装、AI開発の効率化ImplementationofAItechnologiestosociety,EfficientandeffectivedevelopmentofAI▼研究者Researcher清水昌平S.ShimizuPhamThongT.Pham基礎実用化準備応用化竹内博志H.Takeuchi背景AI技術の進展により、AIに基づく予測が社会の至る所で行われるようになった。しかし、今のAIは因果に関する推論を行うことを必ずしも目指してはいない。概要・特徴因果関係に関する背景知識が十分にない時に、データから因果関係を推測する方法として,LiNGAM法を提案します。それを土台として、特に、製造業やマーケティング分野の企業と当該分野の課題解決型共同研究を行なっています。技術内容●データを基に因果関係を表す因果グラフを推定する方法●推定した因果グラフを基に、因果の大きさを推定したり、AIの説明性・公平性を評価し向上させたりする方法社会への影響・期待される効果●相関に基づく予測だけでなく因果に基づく予測を行うことができます●背景知識だけでなくデータも活用し因果関係に迫ることができます【論文Paper】［1］G.KikuchiandS.Shimizu.Structurelearningforgroupsofvariablesinnonlineartimeseriesdatawithlocation-scalenoise.InProc.2023CausalAnalysisWorkshopSeries,PMLR223:20-39,2023.[2］Y.JiangandS.Shimizu.Linkagesamongtheforeignexchange,stock,andbondmarketsinJapanandtheUnitedStates.InProc.CausalAnalysisWorkshop2023(CAWS2023),PMLR223:1-19,2023.[3］D.Takahashi,S.Shimizu,andT.Tanaka.Counterfactualexplanationsofblack-boxmachinelearningmodelsusingcausaldiscoverywithapplicationstocreditrating.InProc.Int.JointConf.onNeuralNetworks(IJCNN2024),partofthe2024IEEEWorldCongressonComputationalIntelligence(WCCI2024),pages1-8,2024.5TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 10 ![Page 10の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000011.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 情6テーマTheme統計的因果推論における識別性と推定法に関する研究Researchonidentifiabilityandestimationmethodsincausaldiscovery報Information研究分野Department知能推論ReasoningforIntelligence研究者Researcher清水昌平S.ShimizuPhamThongT.Pham竹内博志H.TakeuchiキーワードKeyword統計的因果推論、統計的因果探索、識別性StatisticalCausalInference,StatisticalCausalDiscovery,Identifiability応用分野Application研究開発段階AIの社会実装、AI開発の効率化ImplementationofAItechnologiestosociety,EfficientandeffectivedevelopmentofAI▼基礎実用化準備応用化背景従来の統計的因果推論では、定性的な因果関係を表す因果グラフを背景知識に基づいて分析者が用意する必要がある概要・特徴介入のないデータから因果関係を推定する統計的因果探索の理論と方法の研究が特徴である。特に、その識別性と推定法の研究に焦点を当てている。技術内容●識別性：どのような仮定の下でどの程度因果グラフを復元可能かを数理的に調べる技術●推定法：識別性がある場合に推定誤差が少なく実用的な時間で動作する推定原理とアルゴリズム社会への影響・期待される効果●因果に関する推論を行うことができるAIの実現。【論文Paper】［1］T.N.MaedaandS.Shimizu.Causaladditivemodelswithunobservedvariables.InProc.37thConf.onUncertaintyinArtificialIntelligence(UAI2021),97-106,2021.[2］T.Pham,S.Shimizu,H.Hino,andT.Le.Scalablecounterfactualdistributionestimationinmultivariatecausalmodels.InProc.ThirdConferenceonCausalLearningandReasoning(CLeaR2024),PMLR236:1118-1140,2024.[3］T.Ikeuchi,M.Ide,Y.Zeng,T.N.Maeda,andS.Shimizu.PythonpackageforcausaldiscoverybasedonLiNGAM.JournalofMachineLearningResearch,24(14):1‒8,2023.TheUniversityofOsakaSANKEN6 ## Page 11 ![Page 11の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000012.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 報Information研究開発段階情7テーマTheme研究分野DepartmentキーワードKeyword応用分野Applicationリアルタイム予測システムReal-timeforecastingsystemトランスレーショナルデータビリティTranslationalDatability研究者Researcher時系列予測、非線形モデル、リアルタイム処理time-seriesanalysis,non-linearmodel,real-timeprocessing櫻井保志Y.SakuraiIoT（製造、車両データ解析、環境など）、医療情報IoT(manufacturing,vehiclesensordata,environmentaldata,etc.),medicaldataanalysis▼基礎実用化準備応用化背景時系列データは、センサーネットワーク、製造業、経済、ソーシャルネットワーク、医療情報等、様々な分野において大量に生成されています。これらの応用の中で、時系列データのリアルタイム解析、中でもリアルタイム将来予測は、これからのAI時代における最も重要かつ挑戦的な研究課題となっています。概要・特徴時系列データは企業活動や人々の行動、自然現象の様々な環境変化や状況変化を表しており、それらの変化は局所的、突発的に起こります。そこで、局所的な環境変化や突発的な状況変化に対して即座に対応することができるリアルタイム予測・要因分析技術を開発しました。●時系列データのパターン分け、オンライン学習、将来値の生成、全てをリアルタイムに処理します。●最新の既存手法と比較し大幅な精度向上、計算コストの低減化を達成しています。技術内容時系列モデル間の因果関係（要因－結果関係）を捉え、事象の連鎖をモデル化し、そのモデル選択と将来予測を高速かつ完全自動で行います。数ある予測手法の中で、世界最高の予測精度と計算速度を示しており、最新の深層学習と比較し最大で約670,000倍の高速化、約10倍の高精度化（予測誤差88%減）を達成しています。社会への影響・期待される効果モーションセンサーデータを用いた要因分析の様子●リアルタイムに時系列データの将来値を予測●時系列モデル間の因果関係（要因－結果関係）を捉え、リアルタイムに要因分析【論文Paper】［1］Y.Matsubara,Y.Sakurai:“DynamicModelingandForecastingofTime-evolvingDataStreams”,ACMSIGKDDInternationalConferenceonKnowledgeDiscoveryandDataMining(KDD),pp.458-468,August2019.［2］Y.Matsubara,Y.Sakurai:“RegimeShiftsinStreams:Real-timeForecastingofCo-evolvingTimeSequences”,ACMSIGKDDInternationalConferenceonKnowledgeDiscoveryandDataMining(KDD),pp.1045-1054,August2016.［3］松原靖子,櫻井保志:“大規模データストリームの将来予測アルゴリズム”,情報処理学会論文誌:データベース,Vol.9No.4,pp.32-45,2016年12月.【特許Patent】［1］松原靖子、櫻井保志、“予測装置、予測方法およびプログラム”、特願2019-142295,2019年8月1日.［2］松原靖子、櫻井保志、“予測装置、予測方法およびプログラム”、PCT/JP2020/029178,2020年7月30日.7TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 12 ![Page 12の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000013.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 情8テーマTheme時系列テンソルからの多角的特徴抽出Multi-aspectminingoftime-seriestensor報Information研究分野DepartmentトランスレーショナルデータビリティTranslationalDatability研究者Researcher櫻井保志Y.SakuraiキーワードKeyword時系列テンソル、自動特徴抽出、イベント予測time-seriestensor,automaticmining,eventprediction応用分野Application研究開発段階IoT（製造、車両データ解析、環境など）、医療情報IoT(manufacturing,vehiclesensordata,environmentaldata,etc.),medicaldataanalysis▼基礎実用化準備応用化背景近年のセンサーデバイスの低価格化や高性能化に伴い、生産設備や車両走行、ヘルスケアデバイスなどから得られる時系列データは、より大規模かつ複雑になっています。このようなデータの利活用において特に重要となるのが、大規模時系列データからの効果的な特徴抽出と情報要約、および将来イベントの予測技術の開発です。概要・特徴現実世界で収集される時系列データは(車両、センサー、時間)のような複数の属性を持つデータ形式であり、本研究ではそのような複雑な構造を持つビッグデータから時系列テンソルを用いて効果的に特徴を完全自動で抽出、要約する技術を開発しました。また、要約情報に基づいて様々な事象の発生を予測することを可能とする時系列イベント予測技術を開発しました。●時系列テンソルに含まれるパターンの時間遷移と個体差の抽出を全て自動的に行います。●最新の既存手法と比較し大幅な精度向上、計算コストの低減化を達成しています。技術内容車両走行センサーデータを用いた特徴抽出の様子▶時系列テンソルの複数ドメインにまたがる多角的なパターンを捉え、そのパターンの時間遷移と固有差をモデル化し、要約情報を高速かつ完全自動で抽出します。右図は、車両走行センサーデータから、ハンドル操作、加減速、停止など車両走行の様々な共通パターンを抽出するとともに、交通状況によって生じる車両走行の違いを把握し、例えば慎重な走行、スムーズで安定した走行、渋滞時の走行など車両走行のグループ化を完全自動で行います。社会への影響・期待される効果●完全自動で時系列テンソルの特徴を抽出●要約情報に基づく高精度なイベント予測【論文Paper】［1］T.Honda,Y.Matsubara,K.Kawabata,Y.Sakurai:“Multi-AspectMiningofComplexSensorSequences”,IEEEInternationalConferenceonDataMining(ICDM),pp.299-308,November2019.［2］本田崇人、松原靖子、根山亮、櫻井保志:“車両走行センサデータからの自動パターン検出”、情報処理学会論文誌:データベース、Vol.9No.3,pp.1-13,2016年9月.［3］本田崇人,松原靖子,川畑光希,櫻井保志:“大規模時系列テンソルによる多角的イベント予測”、情報処理学会論文誌:データベース、Vol.13No.1,pp.8-19,2020年1月.【特許Patent】［1］本田崇人、松原靖子、川畑光希、櫻井保志、“時系列解析に基づくイベント予測装置、イベント予測方法およびプログラム”、特願2020-8388、2020年1月22日.［2］本田崇人、松原靖子、川畑光希、櫻井保志、“イベント予測システム、イベント予測方法およびプログラム”、PCT/JP2021/000606、2021年1月12日.TheUniversityofOsakaSANKEN8 ## Page 13 ![Page 13の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000014.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 材9テーマTheme第一原理電子状態計算による固体物性・材料機能の予測First-principlespredictionformaterialpropertyandfunctionality研究分野Departmentナノ機能予測TheoreticalNanotechnology研究者Researcher南谷英美E.MinamitaniキーワードKeyword第一原理計算、表面界面、層状物質、磁性first-principlescalculation,machine-learning料Material応用分野Application研究開発段階固体物性の理論解析・予測Theoreticalanalysisandpredictionformaterialproperties▼基礎実用化準備応用化背景新奇な固体物性の解明のために原子スケールでのシミュレーションを行っています。概要・特徴計算機を用いて密度汎関数理論に基づくコーン・シャム一電子方程式を解くことにより、物質の電子状態や格子振動の情報（電子・フォノンのエネルギーバンド構造・状態密度）を得ることが可能です。技術内容非経験的・量子論的シミュレーション手法である第一原理電子状態計算に基づき、種々の固体系・表面系で発現する物性・機能を理論的に予測する研究を行っています。ナノ構造、物質機能、電子状態の相関を解明することで、新たな機能性物質を設計する研究にも展開しています。磁性錯体分子と金属表面の相互作用社会への影響・期待される効果次世代エレクトロニクス材料（グラフェンや遷移金属ダイカルコゲナイド層状物質など）などの材料特性解析・基礎物性研究を進めています。電子状態以外にも、格子振動やそれが運ぶ熱についての研究も行っています。グラフェン/SiC界面フォノンの解明【論文Paper】［1］Phys.Rev.B.96,155431(2017).［2］Nat.Commun.8,16012(2017).［3］Appl.Phys.Express.10,093101(2017).［4］Nanoscale.Adv.2,3150(2020).［5］Phys.Rev.B,106,085202(2021).［6］NatureCommun.13,6388(2022).9TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 14 ![Page 14の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000015.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 材10Themeテーマトポロジカルデータ解析と機械学習の物質科学への応用Applicationoftopologicaldataanalysisandmachine-learningformaterialsscience研究分野Departmentナノ機能予測TheoreticalNanotechnology研究者Researcher南谷英美E.MinamitaniキーワードKeywordトポロジカルデータ解析、機械学習、アモルファス、熱伝導率、構造物性相関topologicaldataanalysis,machinelearning,amorphous,thermalconductivity,structure-propertyrelationship応用分野Application研究開発段階複雑な構造を持つ物質の物性予測Theoreticalpredictionofphysicalpropertiesofmaterialswithcomplexstructures▼基礎実用化準備応用化料Material背景数理科学やデータサイエンスの手法を組み合わせることによって、望ましい機能をもつ新物質開発の高効率化が求められています。概要・特徴構造の特徴を取り出す新しい数学的手法であるパーシステントホモロジーや、機械学習を応用することで、乱れのある複雑な構造での物性を理解し、望ましい機能を発現させるための指針を見出すことを目指しています。技術内容■パーシステントホモロジーによるアモルファスでの物性予測：アモルファスでは結晶とは異なり決まった構造が繰り返される長距離秩序はありません。しかし完全にランダムな構造とも異なり、５から20Å程度のスケールパーシステントホモロジーを応用した熱伝導率の予測での中距離秩序があると考えられています。アモルファスの規則性とランダムの中間に位置する構造が、熱伝導率などの物理的性質とどのように関係しているのかをパーシステントホモロジーという数学的手法と機械学習を組み合わせて解明する研究をしています。■機械学習ポテンシャル：精度と計算コストのトレードオフを解決するシミュレーション手法として、第一原理計算結果を再現できる機械学習モデルの構築を進めています。社会への影響・期待される効果新材料設計のためのデータサイエンス手法の開発・公開を進めています。とくに、複雑な構造における物性を理論予測する研究を行っています。デバイス材料を始めとする産業応用上重要な物質への応用展開が期待されます。【論文Paper】［1］Appl.Phys.Express12,095001(2019).［2］J.Chem.Phys.156,244502(2022).［3］J.Vac.Soc.Technol.A40,033408(2022).［4］J.Chem.Phys.,159,084101(2023).TheUniversityofOsakaSANKEN10 ## Page 15 ![Page 15の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000016.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 材11ThemeテーマIoT・AIを活用した大面積シート型センサーシステムの研究開発Sheet-typeLarge-areaSensorSystemsutilizingIoTandAI研究分野Department先進電子デバイスAdvancedElectronDevices研究者Researcher関谷毅T.Sekitani野田祐樹Y.Noda植村隆文T.Uemura鶴田修一S.Tsuruta荒木徹平T.Araki阿部岳晃T.Abe料MaterialキーワードKeyword応用分野Application研究開発段階フレキシブルエレクトロニクス、センサー、サイバーフィジカルシステム（CPS）flexibleelectronics,sensors,Cyber-PhysicalSystemsバイオシグナルセンサー、ウエアラブルセンサー、IoTbio-signalsensors,wearablesensors,InternetofThings(IoT)＊基礎・応用にとらわれることなく広く研究しているのが我々の特徴です。スタートアップ企業を設立して、製品を社会に展開している特長を有しています。▼▼▼▼基礎実用化準備応用化背景優れた機械的特性（フレキシビリティ）と電気的特性を同時に実現した次世代デバイス、“フレキシブルエレクトロニクス・フォトニクス”の研究に取り組んでいます。有機材料を含む機能性ソフト材料を用いた電子デバイス、光デバイスを基盤技術とし、情報通信技術から医療・福祉・バイオ分野、インフラ保守点検など広範な領域において新しい科学を創出します。さらに、その具体的応用例を実証し、社会実装することを目標にしています。概要・特徴“フレキシブルエレクトロニクス・フォトニクス”の応用研究は、微細構造形成技術、ナノ構造解析技術、最先端材料科学、高度集積化エレクトロニクス技術に支えられています。我々のグループでは、材料、デバイス、界面物理、物性物理、回路設計、システム設計、情報処理といった広範な学術分野を融合した新しいモノづくりを実現しています。『超薄・柔軟な有機エレクトロニクス技術』技術内容有機材料の「優れた電気的・機械的特性」に加えて、「自己組織化現象（有機超分子構造形成）」、「低エネルギー加工性」を応用したフレキシブルエレクトロニクスの基礎材料・物性研究および応用研究を行っています。特に、有機ナノ分子積層技術、有機半導体/絶縁体界面制御技術、有機分子材料物性制御技術、分析技術、有機回路設計技術といった有機材料特有の技術開発を広範な領域において行うことで、有機トランジスタの高度集積化を実現しています。有機材料を中心に、柔らかく、使いやすいエレクトロニクスを社会へ展開しています。実際に、研究室発スタートアップ企業PGV株式会社を設立し、医療機器の社会実装を実現するなど、真のモノづくり、価値づくりに取り組んでいます。社会への影響・期待される効果●メーターサイズの大面積性と、薄膜高分子フィルムの柔軟性を兼ね備えた大面積センサーシステムの構築とこれより得られる膨大な情報のリアルタイム可視化による社会の最適化●実世界の情報を正確かつ存在感無く収集するためのセンサーシステムにより、社会システムをより快適に、最適に、安全安心にするための基盤技術開発●次世代医療、ヘルスケア、構造物スマート管理など超少子高齢社会を迎えた我が国において社会基盤を支えるテクノロジーの実現【論文Paper】［1］NatureMaterials6(2007)413.[2］Science321(2008)1468.[3]NatureMaterials8(2009)494.[4]Science326(2009)1516.[5]NatureMaterials9(2010)1015.［6］NatureComm.3(2012)723.[7]Nature499(2013)458).[8]NatureElectronics2(2019)351.[9]Adv.Mater.32(2020)1902684.［10］Adv.Mater.33(2021)2104446.［11］Adv.Mater.(2024)2304048.［12］Adv.Mater.(2024)2309864.関谷教授HP研究室HP11TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 16 ![Page 16の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000017.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 材12Themeテーマシリコン基板中への空洞形成VoidFormationinSiSubstrates研究分野Department先進電子デバイスAdvancedElectronDevices研究者Researcher須藤孝一K.SudohキーワードKeywordシリコン微細構造siliconmicro-structure応用分野Application研究開発段階微小電気機械素子Micro-Electro-Mechanical-Systems(MEMS)▼基礎実用化準備応用化料Material背景固体材料の様々な産業応用において、ミクロな表面形態を制御することが重要な課題となっており、表面形態の形成メカニズムを理解することは、制御するための第一歩となります。固体表面の表面形態形成現象の普遍的側面に注目し、結晶成長などの非平衡過程を通して表面が形作られていく物理的なメカニズムについて解明し、固体表面の表面形態を利用した産業応用への展開を進めます。概要・特徴リソグラフィーや水素アニールなど標準的な半導体製造技術を利用して簡便なプロセスによって、シリコン基板に空洞構造やシリコン膜を形成することが可能です。技術内容シリコン基板上に形成した高アスペクト比の微細ホールパターンを高温アニールすることによって引き起こされる自発的形態変化を利用してシリコン基板中に様々な微細空洞構造を形成することができます。また、100nmから1μm程度のシリコン膜を形成することも可能です。シリコン基板上に形成した微細構造を水素雰囲気や真空中など酸化が起こらない環境で高温アニールすると表面拡散による形態変化が起こります。高アスペクト比のホールが表面拡散によって変形するとき、ホールの開口が自発的に閉じてシリコン基板中に空洞が形成されます。初期のホールパターンの設計によって様々な空洞構造を形成することが出来ます。社会への影響・期待される効果●従来にない簡単なプロセスでシリコン基板中に微細空洞構造を作製する●安価で高品質な単結晶シリコンナノ膜の作製を実現する【論文Paper】［1］K.Sudoh,R.Hiruta,H.Kuribayashi,J.Appl.Phys.114,183512(2013).［2］K.Sudoh,H.Iwasaki,R.Hiruta,H.Kuribayashi,R.Shimizu,J.Appl.Phys.105,083536(2009).TheUniversityofOsakaSANKEN12 ## Page 17 ![Page 17の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000018.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 材13Themeテーマスピン力学センサの開発Developmentofspintronicsmechanicalsensor研究分野Department界面量子科学InterfaceQuantumScience研究者Researcher千葉大地D.ChibaキーワードKeywordスピントロニクス、ひずみゲージ、フレキシブルエレクトロニクス、サイバーフィジカルシステムSpintronics,Straingauge,Flexibleelectronics,Cyber-physicalsystem料Material応用分野Application研究開発段階力学量センシング、フレキシブル・ウェアラブルデバイスMechanicalsensing,Flexibleandwearabledevices基礎実用化準備応用化▼背景フィジカル空間において力学量は最も重要な物理量です。力学センサの高感度化・低電圧駆動・低消費電力化は、高度なサイバーフィジカルシステムの構築に不可欠であるにも関わらず、センサ自体の革新は置き去りにされています。概要・特徴世界最高感度のフィルム型ひずみゲージの開発に成功しています。高度に蓄積された“スピントロニクス”技術を新たな社会実装の方向へ導くものです。技術内容●磁界センサや磁気メモリとして市販されているスピントロニクス素子を用い、圧倒的優位性を有する力学センサを開発●世界最高感度のフィルム型ひずみゲージを実現、生体モーションを同定を実証●圧力センサ等への搭載を通じた社会実装実験を推進中●スピントロニクス素子の不揮発性を利用した無電源センシングへの展開も視野に社会への影響・期待される効果これまでは、力学センサの出力を上げるために高い電源電圧を要していましたが、スピン力学センサは低電源電圧で高感度、エナジーハーベスタ程度の電力で駆動できる低消費電力という圧倒的性能を持ちます。高度に蓄積されたスピントロニクス技術を活かすことで速やかに圧力センサやロードセルへの搭載、製品化に結び付くだけでなく、集積化・ウェアラブル化・スピンの特徴を生かした無電源センシング化などにより、力学センサ市場のゲームチェンジに挑みます。【論文Paper】［1］NatureElec.1(2018)124-129［2］Appl.Phys.Lett114(2019)132401［3］Appl.Phys.Lett114(2019)202401［4］Appl.Phys.Lett.120,(2022)072407【特許Patent】［1］特許第6722304号［2］特許第7031023号［3］特願2021-198498［4］特願2021-137247号［5］特願2022-018696［6］特願2024-03246513TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 18 ![Page 18の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000019.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 材14Themeテーマ水素を利用したスピントロニクス材料の磁気特性制御Hydrogen-inducedcontrolofmagneticpropertiesofspintronicsdevices研究分野Department界面量子科学InterfaceQuantumScience研究者Researcher小山知弘T.KoyamaキーワードKeywordスピントロニクス、水素、触媒、ナノテクノロジーspintronics,spinchirality,nanotechnology応用分野Application研究開発段階次世代情報処理・センシングデバイスpathogendetection,medicaldiagnosis,drugdevelopment▼基礎実用化準備応用化料Material背景水素は最も小さい元素であり、材料中に侵入しその物性を変化させることが知られています。しかし半導体や超伝導体を用いた研究に比べて、磁性材料の水素制御に関する研究はあまり報告例がありません。我々は磁性ナノ薄膜に代表されるスピントロニクス材料において、磁気特性を水素により制御し、新しい機能を開拓することを目指して研究を行っています。概要・特徴強磁性体/非磁性金属ナノ多層膜構造において、非磁性層の触媒効果を利用することにより磁気特性の水素制御が可能になることを実証しました。技術内容●劣化し磁力を失った磁性ナノ薄膜を白金(Pt)と積層させることで、常温で水素ガスにさらすという温和な条件下で磁力が回復することを発見しました。●金(Au)と積層させた試料では上記の変化がみられなかったことから、Ptの強力な触媒作用によりナノ磁性体の水素還元が促進されていることが明らかになりました。●水素を利用することで、フェリ磁性体(希土類元素と遷移金属からなる合金系で、両者の磁気モーメントが反平行結合している材料)の磁気特性を制御できることを発見しました。反平行結合は磁気モーメントの超高速ダイナミクスの起源であることから、これを水素制御することで強磁性体を用いた場合に比べてはるかに高速に動作するスピントロニクスデバイスを作り出すことが可能となります。●水素雰囲気下での測定系を開発し、水素による磁気特性変化をリアルタイムで観測する研究も進めています。触媒作用による磁性回復の概念図および磁力の測定結果社会への影響・期待される効果触媒効果を利用することで、多層膜構造における「層選択的」水素化が可能となります。これにより界面磁気異方性やスピン流など様々なスピントロニクス現象を水素により制御できるようになり、磁気メモリやセンサーの性能向上に繋がります。さらに本研究は、スピントロニクスと触媒というこれまで交わることがなかった研究領域を融合させ、新たな学際領域を切り拓く先駆的な研究へと発展することが期待されます。【論文Paper】［1］Appl.Phys.Lett.126,262403(2025).TheUniversityofOsakaSANKEN14 ## Page 19 ![Page 19の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000020.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 材15Themeテーマ電界制御量子ドットを使った量子中継器開発Developmentofquantumrepeatersusingelectrically-controlledquantumdots研究分野Department量子システム創成QuantumSystemElectronics研究者Researcher大岩顕A.OiwaキーワードKeyword量子ドット、電子スピン、光子、量子中継、量子インターフェースquantumdots,electronspin,photon,quantumrepeaters,quantuminterface料Material応用分野Application研究開発段階量子暗号通信、量子インターネットflexibleandwearabledevices,switchingandsensingdevices,NanoElectroMechanicalSystems(NEMS)▼基礎実用化準備応用化背景IoTが発達した将来の情報社会において、絶対に安全な通信方法を提供する量子暗号通信の研究開発が進みますが、その長距離化を実現する手法や物理系が未だ未解決です。これを解決して、絶対に安全なグローバル量子暗号通信ネットワークを構築することが必要です。概要・特徴電気制御量子ドットを使って、量子メモリー機能を有する光子－スピン量子インターフェースを開発し、長距離量子暗号通信のための量子中継器を実現します。技術内容●減衰した量子情報を復調する量子中継器が必要で、その開発に不可欠な量子メモリー機能を有する光－スピン量子インターフェースをコア技術とした量子中継技術を開発します。●量子中継器は、光と固体量子ビットの間で量子情報を変換するインターフェースと量子メモリーで構成されます。我々は単一光子から半導体量子ドット中の単一電子スピンとの変換の技術を有します。●通信波長帯域での変換技術を開発したうえで、光学系や電子スピン操作・検出回路、それらを統合した量子中継器システムなどの設計・開発と量子中継の実証を行います。●高効率量子もつれ光源の技術開発とのタイアップ。社会への影響・期待される効果量子暗号通信のグローバルネットワークが構築され、絶対に安全に情報をやり取りできる社会がもたらされます。量子コンピュータや原子時計、あるいは量子センサーなどを接続した量子インターネットを構築することで、量子情報を最大限に活用します。【論文Paper】［1］T.Fujitaetal.,Phys.Rev.Lett.,110,266803(2013).［2］A.Oiwaetal.,J.Phys.Soc.Jpn.86,011008(2017).［3］K.Kuroyamaetal.,Phys.Rev.B99,085203(2019).［4］K.Kuroyamaetal.,Sci.Rep.7,16968(2017)［5］T.Fujitaetal.,Naturecommunications10,2991(2019).15TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 20 ![Page 20の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000021.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 情16Themeテーマ量子ビットのシャトリング技術の開発Developmentofasemiconductorspinqubittransfer研究分野Department量子システム創成QuantumSystemElectronics研究者Researcher藤田高史T.FujitaキーワードKeyword量子ドット、スピン、集積化、量子技術quantumdots,spin,integration,quantumtechnologies応用分野Application研究開発段階量子計算、量子シミュレーションquantumcomputing,quantumsimulation▼基礎実用化準備応用化報Information材料Material背景量子コンピュータ開発が激化しながらも、物理を含めた基礎研究は未だ切り離せず、世界中の研究機関や企業で要素技術の研究開発が進められています。様々な物理系が量子ビットとして研究されている中で、半導体量子ドット中の単一電子スピンは、電気的制御と集積化への適性といった利点により注目されています。概要・特徴半導体スピン量子ビットの大規模集積化を可能にする、量子ドット間の伝送・量子結合を実現し、半導体スピンのオンチップネットワーク化に貢献します。技術内容●半導体量子ドットとして、量子井戸基板表面のゲート電極を用いて、量子井戸中に誘起・制御されるゲート制御量子ドットを用います。●半導体量子ドットの１次元配列デバイスを延長した物理研究は世界的にもまだあまり進んでいません。中規模集積デバイスの試作、多重量子ドットの機械制御、スピン量子ビットの検証実験に取り組みます。●量子ドット１次元配列デバイスを用いて、量子伝送・もつれ配信・量子結合・多体量子系のシミュレーションへと発展します。●量子技術に着目した半導体産業とタイアップ。社会への影響・期待される効果半導体スピン量子ビットの集積化が進むことで、スピン量子コンピュータの早期実現が期待されます。量子コンピュータを実現すれば、その圧倒的な処理能力を活かして、新薬・新材料の開発や災害予測への活用が期待されます。【論文Paper】［1］T.Fujitaetal.,npjQuantumInformation3,22(2017).TheUniversityofOsakaSANKEN16 ## Page 21 ![Page 21の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000022.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 材17Themeテーマ機能性酸化物を用いた新奇ナノデバイス創製Fabricationofnoveldevicesbasedonfunctionaloxidematerials研究分野Departmentナノ機能材料デバイスFunctionalnanomaterialsandnanodevices研究者Researcher田中秀和H.TanakaキーワードKeyword機能性酸化物、二酸化バナジウム、二次元原子層材料functionaloxide,vanadiumoxide,2Dmaterial料Material応用分野Application研究開発段階フレキシブルデバイス、抵抗スイッチ素子、赤外線センサー、NEMSflexibleandwearabledevices,switchingandsensingdevices,NanoElectroMechanicalSystems(NEMS)▼基礎実用化準備応用化背景二酸化バナジウム(VO2)は、67℃付近において絶縁体状態から金属状態へと相転移します。この相転移に伴い電気桁ほど、赤外線の透過率が50%以上変化するため、抵抗スイッチ素子や赤外線センサーへの応用が期待されます。概要・特徴機能性酸化物であるVO2をナノ構造化させたり、異種機能材料とヘテロ構造化させたりすることで、VO2のデバイス応用展開の可能性を広げました。技術内容●酸化マグネシウム(MgO)基板上に成長させたVO2薄膜を、MgO基板を選択的にエッチングすることで、基板から数µm浮いた架橋構造にすることに成功。●リソグラフィー技術を駆使することで、電極間距離20nm、線幅100nmのVO2ナノ細線デバイスを作製。●VO2を、六方晶窒化ホウ素(hBN)上に薄膜成長さまざまな材料上に転写したhBN上のVO2薄膜VO2/WSe2ヘテロ構造トランジスタさせ、形成したVO2薄膜とhBNとの積層構造を、粘着性ポリマーを介して異種材料上に転写させることに成功。●VO2と二次元半導体である二セレン化タングステン(WSe2)をヘテロ構造化させることで、急峻にオン・オフスイッチする新原理トランジスタの作製に成功。社会への影響・期待される効果VO2の電気抵抗値の温度依存性架橋構造を持つVO2ナノ細線究極のVO2ナノ細線デバイス今回作製したナノ架橋構造型VO2は、熱散逸が極端に抑制されるため、これを用いれば抵抗スイッチの超低消費電力化、赤外線センサーの超高感度化が期待できます。また、VO2架橋構造は機械的柔軟性を有するため、アクチュエータへの応用も期待できます。hBNとVO2との積層構造を柔軟な材料に転写することで、近年その需要が高まっている、ウェラブルデバイスやペーパーデバイスなどへの応用が期待できます。また、どのような形状の窓にも適用できるスマートウィンドウなどの開発も期待されます。【論文Paper】［1］Appl.Phys.Lett.107(2015)143509(1-6)［3］Adv.Materials25(2013)6430-6435［2］Appl.Phys.Exp.7(2014)023201［4］ACSAppl.Mater.andInter.11(2019)3224-3230-(1-9)17TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 22 ![Page 22の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000023.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 材18Themeテーマ強相関電子系金属酸化物の精密３次元ナノ構造創製Fabricationof3Dnanostructuresbasedonstronglycorrelatedtransitionmetaloxides研究分野Departmentナノ機能材料デバイスFunctionalnanomaterialsandnanodevices研究者Researcher田中秀和H.Tanaka服部梓A.N.HattoriキーワードKeyword3次元ナノ構造、機能性酸化物、相変化、ナノテンプレート3Dnanostructures,functionaloxides,phasechange,nanotemplate応用分野Application研究開発段階3次元ナノ機能デバイス3Dnanofunctionaldevices▼基礎実用化準備応用化料Material背景強相関電子系金属酸化物は、金属-絶縁体相転移に伴う抵抗変化が劇的で103-105にも及ぶためナノエレクトロニクスへの展開が期待されています。しかし、金属酸化物は一般的に難加工材料のため、100nmを下回るサイズの構造を作る技術が確立されていません。概要・特徴トップダウンとボトムアップを組み合わせた独自のナノ構造創製技術により、サイズ制御精度10nm以下次元立体造形技術を確立しました。技術内容傾斜パルスレーザー堆積法（PLD）蒸着により、基板次元テンプレートの側面に成長起点を誘導し、テンプレート側面から分子層厚さ精度でサイズ制御したナノ構造を作製する手法を開発しました。テンプレートの形状、配置情報を正確に転写し、かつリソグラフィー分解能に縛られず分子層レベルでナノ構造のサイズ制御が可能であり、基本的にべての物質に適応できる手法です。立体基板の側面構造を原子レベルで観察・制御する手法も確立しており、これまでの加工、造形、構造評価技術の次元性と精度を大幅に向上した立体ナノ構造創生技術です。社会への影響・期待される効果3-106倍もの急激な金属-絶縁体相転移に伴う抵抗変化を発見し、その起源が制限空間内に閉じ込められた電子集団の生成・消滅挙動に起因することを明らかにしました（ナノ構造増感効果）。極限ナノ構造によるナノ電子相への直接アクセスの可能性を秘めており、人為的な相転移現象の機能化の方法論確立に向けて研究を進めています。魅力的ではあるが操作が難しく、これまでポテンシャルが充分に引き出せていなかった強相関金属酸化物に対して、機能発現の起源を解明し、物性操作法の確立が期待できます。【論文Paper】［1］NanoLetters15(2015)4322-4328.［2］NanoLett.19(2019)5003-5010.TheUniversityofOsakaSANKEN18 ## Page 23 ![Page 23の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000024.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 材19Themeテーマ低次元ナノ構造酸化物の構造・機能チューニングArchitectureandFunctionTuningforLow-dimensionalNanostructuredOxides研究分野Department先端ハード材料AdvancedHardMaterials研究者Researcher関野徹T.SekinoキーワードKeywordナノチューブ、ナノシート、高次機能触媒、エネルギー変換nanotube,nanosheet,multifunctionalcatalyst,energyconversion料Material応用分野Application研究開発段階触媒（環境浄化、光、不均一系）、太陽電池、センサー、生体適合材料catalyst(environmental/heterogeneous/photo),solarcell,sensor,biocompatiblematerial▼基礎実用化準備応用化背景酸化チタンを基礎とする酸化物ナノチューブやナノシート材料は、Ti-O結合に基づく結晶構造およびその電子状態に由来して発現する光化学物性と低次元ナノ構造との相関により、優れた光触媒能や特異な選択的分子吸着能の共生など従来材料にない多機能性を示します。概要・特徴酸化物材料の結晶およびナノ構造と機能を多角的にチューニングして高次機能を更に向上させ、次世代型の環境浄化機能材料、エネルギー創製材料や電池電極、光および化学センサー、更には多機能型生体適合・機能材料など、様々な応用展開・実用化を志向して研究を進めています。チタニアナノチューブは通常の酸化チタンにはない優れた選択的分子・イオン吸着能と光触媒能を併せ持つ（能動型環境浄化機能）など、単材料でありながら物性-低次元構造協奏に基づく優れた多機能性を持ち、広範囲な環境およびエネルギー材料、更にはバイオマテリアル材料への展開が可能です。技術内容ごく簡単で環境低負荷な溶液化学プロセスによりナノチューブ構造などの低次元ナノ構造を持つチタニアを高収率で合成することができるほか、金属表面に直接ナノ構造を形成したりコーティングすることも可能です。さらに、機能性元素固溶やナノ複合化、ポリマーとのナノハイブリッド化など構造修飾を駆使し、物理的光化学的機能を更に向上させることができます。加えて分子レベル構造制御で可視光応答化も可能です。高効率の水分解光触媒のほか、吸着・光触媒特性の共生と向上、太陽電池電極特性の向上、室温ガスセンシング機能化などが可能です。社会への影響・期待される効果●環境浄化・エネルギー創製機能材料、室温駆動型高性能ガスセンサー材料としての展開●多機能性を同時に獲得した材料デバイス（センサー等）の創出●多機能性生体適合性材料、バイオメディカル材料（DDS・PDT等）、衛生機能材料としての応用【論文Paper】［1］Chem.Commun.,57(2021)12536.［2］RSCAdvances,11(2021)18676.［3］ACSAppl.NanoMater.,3(2020)7795.［4］ACSAppl.NanoMater.,2(2019)6230.［5］NanoBiomed.,8(2016)41.【特許Patent】［1］特開2021-171734［2］特許第4868366号19TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 24 ![Page 24の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000025.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 材20Themeテーマ高次機能を集約したマルチタスク型先端セラミックス基複合材料の創製DevelopmentofMultitask-typeAdvancedCeramic-basedCompositeswithIntegratedFunctions研究分野Department先端ハード材料AdvancedHardMaterials研究者Researcher関野徹T.SekinoキーワードKeywordセラミックス、複合材料、ミクロ/ナノ構造、異方性、機能統合、力学/電気/磁気/光化学機能、室温損傷修復能ceramics,composite,micro/nanostructure,anisotropy,functionintegration,mechanical/physical/electrical/photochemicalfunctions,room-temperaturecrack-healingfunction応用分野Application研究開発段階機能性構造用材料、易加工セラミックス、損傷修復材料、能動的センサデバイス、デバイス製造装置、人工歯骨functionalstructuralmaterials,machinableceramics,crack-repair/healingmaterials,activesensor,devicemanufacturing,artificialteeth/born▼基礎実用化準備応用化料Material背景構造用セラミックス材料が持つ力学的・熱的機能を更に向上させると共に、電気的性質や光化学的性質、磁気的誘電的性質などの機能性を同時に共生させることで、ひとつの材料で多様な機能性を獲得し、様々な応用が可能な「マルチタスクな材料」の創製が期待されます。概要・特徴構造的機能（力学特性、耐摩耗性、耐熱性）に限定されていた従来の構造用セラミックス材料に、多様な複数機能を共生できます。これにより放電加工性や室温き裂損傷修復機能（世界初の成果）、光触媒機能を同時に備えた新規なセラミックス材料を創製し、生体親材料、機能性電極、光電変換材料、セルフセンシング構造材料などへの展開が可能な、そのものが多様なデバイス型機能を持つ「マルチタスク型材料」のコンセプト提案・創製および機能検証の研究を進めています。技術内容セラミックスを中心としたバルク材料に、ナノ/ミクロサイズ金属や機能性物質を分散複合化し、構造ユニット毎にその異方構造や配列構造（パーコレーション）、界面を設計・制御すると共に、各機能評価と機構解明を通じて高次な機能集約を果たした「マルチタクス機能型セラミックス」の創製および実証を行っています。一例として、アルミナ（Al2O3）セラミックスに金属チタン（Ti）を分散複合化したAl2O3/Ti複合材料は、破壊靱性の向上、Ti粒子のパーコレーションによる電気伝導性の共生、通常のセラミックスでは不可能な放電加工性の付与が可能です。さらに、導電性と化学反応性を制御し、室温での電気化学的処理で材料に生じたき裂損傷を修復し、損傷により低下した強度を初期値まで回復させることを実証（世界初）しました。加えて、化学的または熱的処理で表面ナノ構造酸化物を形成し、光触媒機能を同時に付与することが可能です。社会への影響・期待される効果●力学的機能と多様な物理光化学機能（例えば光触媒機能）が融合したセラミックスの創製●室温プロセスによる損傷・き裂修復が可能なセラミックス基材料の創製と機構提案●デバイス型機能材料の創製およびシステム小型・軽量・低コスト化【論文Paper】[1]J.Am.Ceram.Soc.,104(2021)2753.[2]J.AlloysComp.,851(2021)156895.[3]J.Am.Ceram.Soc.,103(2020)4573.[4]J.Am.Ceram.Soc.,102(2019)4236.[5]J.Ceram.Soc.Japan,126[11](2018)877.[6]J.Am.Ceram.Soc.,101(2018)3181.【特許Patent】［1］特開2020-094233［2］特許第5189786号[3]特許第3955901号TheUniversityofOsakaSANKEN20 ## Page 25 ![Page 25の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000026.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 材21Themeテーマ機能性電解液材料Multifunctionalliquidelectrolytematerials研究分野Departmentエネルギー・環境材料EnergyandEnvironmentalmaterials研究者Researcher山田裕貴Y.Yamada片山祐Y.Katayama近藤靖幸Y.KondoキーワードKeywordエネルギー貯蔵・変換、電気化学反応、電解液、電気自動車（EV）Energystorage&conversion,electrochemicalreactions,electrolytes,electricvehicles(EV)料Material応用分野Application研究開発段階電気化学デバイス、二次電池、電解反応Electrochemicaldevices,rechargeablebatteries,electrolysis▼基礎実用化準備応用化背景2050年カーボンニュートラルの実現に向けて、二次電池や電解反応など、電気化学的なエネルギー貯蔵・変換デバイスの重要性が高まっています。その中で、電解液は、イオン輸送を担うだけでなく、反応場となる電極/電解液界面の形成という役割を有し、上記デバイスの性能や安全性を決める重要な液体材料となっています。概要・特徴●さまざまな機能性電解液材料（非水系・水系）を開発しました。●各種電気化学デバイスに応用することで、既存材料では不可能な性能・特性を実現しました。技術内容●液体中における（1）イオンと溶媒分子の配位状態、（2）化学ポテンシャル、（3）表面被膜形成反応を統合的に制御する独自の電解液設計を確立しました。●高い耐電圧性、電極反応の高速化、金属の酸化腐食の抑制、難燃性など、多様な機能を持った非水系電解液材料を開発しました。●リチウムイオン電池電解液に必要な不働態被膜形成溶媒とリン系難燃剤の分子構造を融合し、不働態被膜形成能と難燃性を兼ね備えた新有機溶媒を設計・合成しました。●水の電気分解を高度に抑制することができる、3V以上の耐電圧性を有する水系電解液を開発しました。社会への影響・期待される効果●リチウムイオン電池の高電圧化・難燃化・超長寿命化（全固体電池の長所を液系で実現）→EVの航続距離延長、火災事故防止、廃バッテリーの低減●超高エネルギー密度のポストリチウムイオン電池（リチウム金属電池、フッ化物イオン電池など）→長距離ドローン以外の用途開拓●製造時にドライルームを必要としない水系リチウムイオン電池→低CO₂排出・低コストの電池生産プロセスの実現●水をプロトン源とした強還元電解デバイス（CO₂→有用化学物質、N₂→アンモニアなどの変換）→副反応となる水の還元を抑制し、既存電解液では不可能な高効率・反応選択性の実現【論文Paper】[1]J.Am.Chem.Soc.,136(2014)5039[2]NatureCommun.,7(2016)12032[3]NatureEnergy1(2016)16129[4]NatureEnergy3(2018)22[5]NatureEnergy4(2019)269[6]Angew.Chem.Int.Ed.,58(2019)8024[7]NatureEnergy5(2020)291[8]NatureEnergy7(2022)1217[9]NatureSustainability,6(2023)1705.[10]AdvancedMaterials,e14060(2025)【特許Patent】［1］特許第5816997号[2]特許第5816998号など登録特許（電解液関係）計34件21TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 26 ![Page 26の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000027.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 解22Themeテーマリアルタイム可視化技術を用いた各種電気化学デバイス開発OperandoAnalysis-drivenDevelopmentofElectrochemicalDevices研究分野Departmentエネルギー・環境材料EnergyandEnvironmentalMaterials研究者Researcher片山祐Y.Katayama山田裕貴Y.Yamada近藤靖幸Y.KondoキーワードKeywordオペランド分光法、カーボンニュートラル、電気化学界面、反応場Operandospectroscopy,Carbonneutral,Electrochemicalinterface,Reactionfield応用分野Application研究開発段階Power‒to-Xデバイス、燃料電池、次世代二次電池、反応モニタリング技術Power-to-X,FuelCell,Battery,Reactionmonitoring▼基礎実用化準備応用化背景電気化学反応は、エネルギー貯蔵・エネルギー変換・材料合成など幅広い分野で我々の豊かな生活を支えています。これらの反応はいくつもの複雑な反応過程から成り立ちますが、その全てが固体の電極材料と液体の電解液材料の境界「電極/電解液界面」にて進行しています。この「電極/電解液界面」の理解は不十分であり、その解明と最適化の方策を確立することで、電気化学反応特性のさらなる向上が期待されます。概要・特徴●電気化学反応をリアルタイムかつ原子レベルで可視化する技術を開発しました。●メカニズム理解に立脚した材料開発による、各種電気化学デバイスの効率向上・機能拡張に成功しました。析Analysis技術内容●独自の金属薄膜製造技術により、シグナル増強効果を付与した金属薄膜の合成に成功しました。●開発した金属薄膜を集電体として用いることで、高時間分解能かつ高感度なリアルタイム可視化用電気化学セルを開発しました。●開発したリアルタイム測定セルを用いることで、これまで謎だった水分解反応（水から水素と酸素を製造する反応）、二酸化炭素資源化反応、燃料電池反応、二次電池反応のメカニズムを解明しました。●解明したメカニズムに基づくボトムアップ的なアプローチによって、各種電気化学デバイスの特性向上に取り組んでいます。社会への影響・期待される効果独自のオペランド測定による電極/電解液界面反応解析を「電極/電解液界面」材料設計に応用することで、エネルギー・環境問題の解決に資する電気化学反応（以下代表例）の飛躍的な特性向上が期待できます。●CO2資源化デバイス（電気化学的なCO2→燃料への変換反応）●グリーン水素製造デバイス（電気化学的な水(海水)→水素への変換反応）●クリーンアンモニア製造デバイス（電気化学的な窒素→アンモニアへの変換反応）【論文Paper】［1］Energy&EnvironmentalScience18,8414-8429(2025).［2］J.Am.Chem.Soc.147,4667‒4674(2025).［3］ACSEnergyLett.8,1230‒1235(2023).［4］NatureCatalysis3,516‒525(2020).［5］Energy&EnvironmentalScience13,183‒199(2020).［6］Science358,751‒756(2017).【特許Patent】［1］特願2024-174744、［2］特許第7545150,［3］特許7522416、［4］特願2022-032910、［5］PCT/JP2022/11337TheUniversityofOsakaSANKEN22 ## Page 27 ![Page 27の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000028.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 材23Themeテーマ電子デバイス用セルロースナノファイバー材料の開発Developmentsofcellulosenanofibermaterialsforelectronicdevice研究分野Department自然材料機能化FunctionalizedNaturalMaterials研究者Researcher能木雅也M.NogiキーワードKeywordセルロースナノファイバー、水中短絡防止材料、高透明・絶縁・高耐熱性cellulosenanofiber,waterprotection,hightransparency,highinsulation,highheatresistance料Material応用分野Application研究開発段階透明フィルム、生分解性デバイス、マイグレーション防止材transparentfilm,biodegradabledevice,electrochemicalmigration▼基礎実用化準備応用化背景私達はセルロースナノファイバーを使い「透明な紙」を発明しました。また、デバイス回路をセルロースナノファイバー薄膜で覆っておくと、水没した際の短絡故障を防ぐことも明らかにしました。さらに、生分解性デバイスへの応用も可能です。概要・特徴●フレキシブル電子デバイスへの応用に向けて、セルロースナノファイバー材料の開発を行っています。●水没故障を防ぎ、土に還るセンサデバイスを実現します。●詳しくはQRコードより動画にアクセス!➡技術内容【濡れても、故障しない電子機器の実】●電子回路は濡れると、ショートし、発熱・発火します。●従来は、回路が濡れないように、ポリマーで防水コート（封止）しています。しかし、ポリマー封止材が破損すると、水が浸入し、ショートします。●セルロースナノファイバー薄膜で回路をコートしておけばショートしません。また、もし薄膜が破損しても、ショートしません。【土に還るセンサデバイスの開発】●セルロースナノファイバーを用いて、高性能キャパシタを開発しました。●コイルや抵抗なども実装し、雰囲気湿度情報を無線送受信できるセンサデバイスを開発しました。●このセンサデバイスは、紙（セルロースナノファイバー）と金属、石ころ（鉱物）という自然の恵みだけで作られています。●したがって、使用後に土中へ放置すると、40日後には総体積の95%以上が分解します。社会への影響・期待される効果●その他研究成果は、こちらから、YouTubeチャンネルにアクセス●詳しくはQRコードより動画にアクセス!➡これまでのポリマーベースの電子デバイスは、割れて濡れると短絡故障します。しかしセルロースナノファイバーを利用すれば、割れて濡れても、電子デバイスは短絡故障しません。また、ポリマーベースの電子デバイスは野外放置するとゴミになりますが、セルロースナノファイバーを利用した電子デバイスは循環型資源になります。したがって、セルロースナノファイバーは、これからの未来社会において重要な材料となるでしょう。【論文Paper】［1］ACSAppl.Mater.Interfaces,11(2019)43488,DOI:10.1021/acsami.9b13886［2］ACSAppl.Mater.Interfaces,4(2021)3861,DOI:10.1021/acsanm.1c0026723TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 28 ![Page 28の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000029.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 材24Themeテーマバイオマスナノマテリアルの学際的機能開拓研究InterdisciplinaryFunctionalDevelopmentResearchonBiomassNanomaterials研究分野Department自然材料機能化FunctionalizedNaturalMaterials研究者Researcher古賀大尚H.KogaキーワードKeywordナノセルロース、ナノキチン、環境調和性・持続性エレクトロニクス、リキッドバイオプシーnanocellulose,nanochitin,environmentallyfriendlyandsustainableelectronics,liquidbiopsy応用分野Application研究開発段階半導体ナノ材料、サステナブルデバイス、センサー・エネルギー応用、ヘルスケアsemiconductingnanomaterials,sustainabledevice,sensorandenergyapplications,healthcare▼基礎実用化準備応用化料Material背景樹木由来のナノセルロースや甲殻類由来のナノキチン等、地球には魅力的なバイオマスナノ材料が存在します。しかし我々は、バイオマスナノ材料の秘めた機能をまだ使いこなせていません。概要・特徴持続可能なバイオマスナノ材料の「ナノ/マイクロ構造設計・複合材料構造設計・分子構造設計」に係るコア技術を構築し、目的・用途に合わせてそれらを自在に組み合わせることで、環境や生体と調和する革新的機能材料の創出に取り組んでいます。「伝統と先端と異分野の融合」をキャッチフレーズに、物質・エネルギー変換、エレクトロニクス、医療といった幅広い展開にチャレンジしています。技術内容【環境・生体調和性、持続性エレクトロニクス】●ナノセルロースシートと種々の電子材料を複合し、透明導電膜、電子ペーパー、メモリ、キャパシタ、生体信号センサといった、高性能、フレキシブル、生分解性、皮膚親和性を示す電子デバイス素子群を創出しました。●絶縁体であるナノセルロースやナノキチンの半導体化、および、センサ、エネルギー変換、電磁波吸収等への応用も進行中です。【簡便・高効率なリキッドバイオプシー】●ナノポーラス構造を設計したナノセルロース秒乾燥させるだけの、簡便で無侵襲な細胞外小胞捕集技術を開発しました。●捕集した細胞外小胞は、室温で7日以上も安定保存可能で、非常に多種のmicroRNAを検出できました。現在、がん診断応用等も進行中で、次代の予防医療への貢献を目指しています。社会への影響・期待される効果●バイオマスナノ材料のエレクトロニクス・医療応用を拓き、新たな高付加価値の創出に貢献●持続可能なバイオマス由来のマテリアル・サステナビリティトランスフォーメーションに寄与【論文Paper】［1］Nat.Commun.,14,6915(2023).［2］ACSAppl.Mater.Interfaces,15,41723(2023).［3］Chem.Eng.J.,469,144010(2023).［4］ACSNano,16,8630(2022).［5］Chem.Eng.J.,450,137943(2022).［6］Chem.Mater.,34,7379(2022).［7］J.Mater.Chem.C,10,3712(2022).［8］ACSAppl.Mater.Interfaces,11,15044(2019).［9］ChemSusChem,10,2560(2017).［10］NPGAsiaMater.,8,e310(2016).［11］Adv.Mater.,27,1112(2015).［12］NPGAsiaMater.,6,e93(2014).［13］Adv.Funct.Mater.,24,1657(2014).【特許Patent】［1］特許7426725号［2］特許6630091号［3］特許6144982号［4］特許5970915号［5］特許5566368号TheUniversityofOsakaSANKEN24 ## Page 29 ![Page 29の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000030.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 材25Themeテーマ波長選択型有機太陽電池の開発Developmentofwavelength-selectiveorganicsolarcells研究分野DepartmentソフトナノマテリアルSoftNanomaterials研究者Researcher家裕隆Y.IeキーワードKeyword有機半導体材料、光・電子機能材料organicsemiconductingmaterials,photoandelectronicfunctionalmaterials料Material応用分野Application研究開発段階有機太陽電池、有機トランジスタ、有機フォトデイテクターorganicsolarcell,organictransistor,organicphotodetector▼基礎実用化準備応用化背景分子の構造－物性－素子機能の相関を解明しながら、新規機能材料の創製を行っています。高い機能や新しい機能の創出、および、実用化を目標としています。概要・特徴●高性能有機半導体材料開発の要件：電子受容性ユニットの組み込み●課題解決手段：フッ素原子を導入した「ナフトビスチアジアゾール（FNTz）」を開発●有機太陽電池のn型、ｐ型半導体材料に活用し、性能向上を確認●光吸収波長を調節した材料開発により、波長選択性を付与した有機太陽電池が可能技術内容二置換ナフトビスチアジアゾールを有機太陽電池に組み込むことで発電効率が向上しました。これらのアクセプターは緑色光選択性な光吸収を持つため、波長選択型有機太陽電池が実現できます。社会への影響・期待される効果●高性能有機太陽電池への応用。とりわけ、農業用ハウス搭載に向けた波長選択型有機太陽電池への応用。●熱活性化遅延蛍光の鍵中間体への応用。●高性能有機半導体材料開発も期待。【論文Paper】［1］ACSSustainableChem.Eng.2023,11,1548.［2］J.Mater.Chem.A2022,10,20035.［3］Adv.EnergyMater.2020,10,1903278.［4］Adv.EnergyMater.2018,8,1702506.［5］NPGAsiaMater.2018,10,1016.［6］J.Mater.Chem.A2017,5,19773.［7］J.Mater.Chem.A2017,5,3932.［8］Chem.Mater.2016,28,1705.【特許Patent】［1］特許第06141423号(2017/05/12)［2］特許第06004848号(2016/09/16)［3］特許第05987237号(2016/08/19)［4］特許第05954814号(2016/06/24)［5］特許第05881283号(2016/02/12)［6］特許第05792482号(2015/08/14)［7］特許第05643572号(2014/11/07)［8］特許第05342852号(2013/08/16)25TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 30 ![Page 30の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000031.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 材26Themeテーマ数ナノメートルスケールの分子導線の開発Developmentofseveral-nanometer-scalemolecularwire研究分野DepartmentソフトナノマテリアルSoftNanomaterials研究者Researcher家裕隆Y.IeキーワードKeyword電荷輸送材料、光・電子機能材料、分子導線carrier-transportingmaterials,photoandelectronicfunctionalmaterials,molecularwire応用分野Application研究開発段階分子エレクトロニクス、有機エレクトロニクスmolecularelectronics,organicelectronics▼基礎実用化準備応用化料Material背景分子レベルまで超微小化した分子エレクトロニクス実現のためには、高い電気伝導特性をもつ数ナノメートルスケールの分子導線の開発が不可欠です。分子内の長距離電気伝導において重要なホッピング伝導の高効率化の指針を得ることが、実用化に向けた重要な課題となっています。概要・特徴完全平面構造の分子導線に対して、一定間隔でねじれをもたせることで、分子内の分子内の電子準位（ホッピングサイト）が均質化し、電気伝導特性が向上することを明らかにしました。技術内容分子の長さが数ナノメートルスケール以上になると、正孔などのキャリアが分子内に局在し、ホッピングサイトを飛び移りながら移動していくホッピング伝導が主要なメカニズムとなります。(1)数ナノメートルスケール、(2)分子間相互作用を排除した完全被覆構造、(3)分子長の精密な制御、を兼ね備えた分子の有機合成を達成することで、「ホッピングサイトを均質に揃えることがホッピング伝導の効率化に有効」であることを実験的に初めて実証することができました。社会への影響・期待される効果●高いホッピング伝導特性をもつ完全被覆構造の数ナノメートルスケールの分子導線が実現できます。●分子エレクトロニクス、有機エレクトロニクスに向けた、分子物性を活かした新機軸の分子開発が期待されます。【論文Paper】［1］J.Am.Chem.Soc.2021,143,599.［4］J.Phys.Chem.Lett.2015,6,3754.［2］J.Phys.Chem.Lett.2019,10,3197.［5］Chem.Eur.J.2015,21,16688.［3］J.Phys.Chem.Lett.2019,10,5292.［5］Angew.Chem.Int.Ed.2011,50,11980.【特許Patent】[1]特許第4505568号(2010/05/04)TheUniversityofOsakaSANKEN26 ## Page 31 ![Page 31の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000032.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 材27ThemeテーマTransparentSolarCellusingNanocrystals研究分野Department金属有機融合材料Transcendentalmaterialschemistry研究者Researcher坂本雅典M.SakamotoキーワードKeyword赤外光エネルギー変換、窓ガラスとして利用可能な太陽電池、ナノ粒子Infraredlightenergyconversion,Transparentsolarcell,Nanocrystal料Material応用分野Application研究開発段階熱線遮蔽フィルム、建材一体可型太陽電池Heatshieldingfilm,Buildingintegratedphotovoltaic(BIPV)▼基礎実用化準備応用化背景赤外線を選択的に吸収する透明な無機ナノ粒子を開発し、窓ガラスのような無色透明の太陽電池や不可視の赤外セ小説に出てくるようなデバイスの開発を行っています。概要・特徴窓ガラスの代わりに使用できる無色透明な太陽電池の開発技術内容●優れた熱線遮蔽能を有する新規ナノ粒子群の創成●赤外光で発電する無色透明な太陽電池の開発●太陽電池、光学式赤外センサーなど優れた熱線遮蔽能を有する新規ナノ粒子群のデバイス化●新規ナノ粒子群の塗工技術（インクジェット、ロールtoロールなど）ナノ粒子太陽電池社会への影響・期待される効果未利用エネルギー資源である赤外域の太陽光（熱線）を有効利用するために、熱線を選択的に吸収して電力に変換する透明な太陽電池（発電ガラス）の開発を進めています。発電ガラスは、①発電によるエネルギー生産効果に加えて、②熱線である赤外線を電力に変換する事に由来する省エネルギー効果（熱線遮蔽効果）を有するため、透明性を活かして窓ガラスの代替品として用いることで、省エネと発電の組み合わせで大きなCO2削減を実現できることが特徴です。「街を森に！」をスローガンに、発電ガラスを搭載したビル群がエネルギーを産み出す未来の都市の実現を目指します。【論文Paper】［1］Nat.Commun,14(2023)4471.［3］Nat.Commun.10(2019)406.［2］Nat.Sustain,5(2022)1092‒1099.［4］J.Am.Chem.Soc.141,(2019)2446-2450.【特許Patent】[1]特願2020-071711［2］特願2020-16637527TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 32 ![Page 32の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000033.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 材金属有機融合材料研究分野において開発中のナノ粒子料MaterialTheUniversityofOsakaSANKEN28 ## Page 33 ![Page 33の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000034.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 材28Themeテーマ殺菌作用を有する二次元高分子材料の開発DevelopmentofTwo-dimensionalPolymericMaterialswithBactericidalActivity研究分野Department励起材料化学MaterialExcitationChemistry研究者Researcher藤塚守M.Fujitsuka小阪田泰子Y.OsakadaキーワードKeyword二次元高分子、光増感剤twodimensionalmacromolecules,photosensitizers料Material応用分野Application研究開発段階光触媒、殺菌剤、人工光合成photocatalysts,disinfectant,artificialphotosynthesis▼基礎実用化準備応用化背景ポルフィリンに代表される光増感剤などからなる光機能性材料は、細菌などを不活性化するための最も有望な材料の一つである。中でも、高分子に分類される光機能性有機材料は、光増感剤としてしばしば用いられている。有機高分子材料の光増感剤の中でも、共有結合性有機フレームワーク（COF）は、細菌を不活性化する光触媒として有望であり、実用化に向けてより高活性な光増感作用をしめす有機高分子材料の開発が望まれていた。概要・特徴本研究では、ポルフィリンCOFを剥離することで、ディスク状の高分子材料の共有結合性有機ナノディスク(CON)を合成し、CONはCOFに比べ細菌に対してより優れた光増感作用として高い殺菌活性を示すことを明らかにした。技術内容●簡易な方法で、ディスク状の形状をしたCONを合成できることがわかった。●合成したポルフィリンCONは、オリジナルのCOFと比較して、光照射により10倍以上の抗菌活性を示すことがわかった。●助触媒存在下で、合成したポルフィリンCONは、COFに比べ、光照射により最大で７倍の水素を発生する光増感剤としても機能することが分かった。社会への影響・期待される効果今回作製したポルフィリンCONは、大腸菌の場合、一重項酸素が菌膜の破裂という致命的なダメージを与えていることがわかり、これを用いれば大腸菌のみならず、一般的な殺菌剤としての利用が期待できる。また、光機能に応じた二次元ポリマーの新しい作製方法を複数示し、このディスク状高分子が人工光合成を目指した光触媒反応に使用できる光機能性材料であることを示した。【論文Paper】［1］Commun.Chem.2(2019)55.［2］[2]Appl.Surf.Sci.513(2020)145720.［3］ACSOmega7(2022)7172.［4］Surf.Interf.25(2021)101249.(Review)29TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 34 ![Page 34の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000035.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 材29Themeテーマ光機能材料における励起イオン種の応用開発Applicationofexcitedionspeciesinphoto-functionalmaterials研究分野Department励起材料化学MaterialExcitationChemistry研究者Researcher藤塚守M.FujitsukaLuChaoL.ChaoキーワードKeyword光機能材料、励起イオン種、時間分解分光、光化学photo-functionalmaterials,excitedionspecies,time-resolvedspectroscopy,photochemistry応用分野Application研究開発段階太陽電池、半導体デバイス、光センサー、光触媒solarcells,semiconductordevices,opticalsensors,photocatalysts▼基礎実用化準備応用化料Material背景単一電子移動などによる生じたイオン種は光化学や材料化学を含む多くの分野において重要な中間反応体です。一方、これらのイオン種を光励起すると励起イオン種が生成します。励起状態のイオン種は、エネルギー増幅から酸化還元能力が強化されたため、極めて反応性の高い化学活性種として扱われています。これらの中間体は新しい反応への有力な前駆体として、関連する様々な光機能分子材料の伝導過程に寄与することが可能になります。概要・特徴励起イオン種は極めて強い酸化還元力を持つ高度活性種であり、高い所有電位から新規化学反応の実現により、「スーパーリダクタント・スーパーオキシダント」と呼ばれ、光エネルギー変換材料への応用展開が期待できます。技術内容幅広い時間精度を狙えるレーザーフラッシュフォトリシスなどの手法を用いた超高速分光により、励起ダイナミクス・電荷移動過程をリアルタイムで観察し、さらには解析・制御することも可能になります。研究内容はレーザーを使用した時間分解分光を主な検出方法とし、高度活性種である多種多様な励起イオン中間体に関する励起状態・電荷移動メカニズムの解明とこれらの還元・酸化反応のスーパープレカーサーに関する新たな分野の確立により、新規伝導材料システムへの実用化開発であります。励起ラジカルアニオン励起ラジカルカチオン社会への影響・期待される効果未開拓の励起イオン種からの反応は、最も豊富な再生可能エネルギーとしての太陽光をより効率的に使うための新しいルートであり、エネルギー危機の緩和などに貢献できるように期待される所であります。【論文Paper】［1］J.Phys.Chem.B119(2015)7275-7282［2］J.Phys.Chem.C120(2016)12734-12741［3］J.Phys.Chem.C121(2017)649-655［4］J.Phys.Chem.C121(2017)4558-4563［5］J.Phys.Chem.C122(2018)13385-13390TheUniversityofOsakaSANKEN30 ## Page 35 ![Page 35の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000036.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 30テーマTheme１細胞解析のための光応答性細胞培養表面の創成Photoresponsivecellculturesurfacesforsingle-cellanalysis研究分野Department分子システム創成化学SyntheticChemistryforMolecularSystems研究者Researcher山口哲志S.Yamaguchi山平真也S.YamahiraキーワードKeyword１細胞アレイ、細胞ソーティング、細胞間相互作用Single-cellarray,Cellsorting,Cell-cellcommunication応用分野Application研究開発段階１細胞解析、再生医療、細胞治療、がん免疫療法Single-cellanalysis,Regenerativemedicine,Celltherapy,Cancerimmunotherapy▼基礎実用化準備応用化背景細胞の不均一性に注目が集まり、個々の細胞の特徴や性質を大規模に調べる技術が必要とされています。そこで、細胞を1つずつ並べて集積し、その単一細胞の表現型を網羅的に観察して解析する技術が盛んに研究されています。さらに、特徴的な表現型に応じて細胞を選別・回収し、遺伝子発現を調べることによって、その表現型に関連する鍵遺伝子を同定する技術が必要とされています。概要・特徴●細胞自身の接着性に関わらず、どんな細胞の付着も、自在に光制御できる基板表面を開発しました。●複数種類の細胞を光配置して、そ細胞解析する技術を開発しました。バイオBio技術内容●光照射に応じて細胞が付着しなくなる表面、逆に付着するようになる表面、光の波長や照射量で付着力が変わる表面の開発に成功してきました。●１枚のスライドガラス上に、接着性のない免疫細胞を数万個並べ、その運動性や細胞内分子細胞定量解析することに成功しました。●複数種類の細胞を1細胞レベルの精度で、自由自在に光配置できる基板表面を開発しました。●免疫細胞のペアを並べて、免疫細胞細胞観察し、その傷害性や殺傷メカニズムを画像解析データの機械学習によって自動分類することに成功しました。社会への影響・期待される効果従来の技術と異なり、培養基材の表面に化学修飾するだけで、どんな細胞の付着も光制御できます。そのため、こ細胞解析できるようになり、細胞集団の中に隠れて識別できなかった少数のレアな細胞を見つけて、調べることができます。その結果、未知の生命システムの発見や、創薬や早期診断のための新しい標的遺伝子の同定、再生医療や細胞治療に用いる治療用細胞の品質管理や選別に貢献すると期待されます。今回焦点をあてた1細胞解析以外にも、固相表面への細胞の付着を自在に光制御できる本技術は、細胞を使ったセンサーの構築や細胞のマニピュレーション、オルガノイド作製など、幅広い応用が考えられます。【論文Paper】[1]Angew.Chem.Int.Ed.51(2012)128[2]LabChip17(2017)1933[3]Biomater.Sci.7(2020)4514[4]J.Am.Chem.Soc.122(2022)13154[5]J.Am.Chem.Soc.122(2022)17980特許Patent】［1］特許第6901714号[2]特許第7205910号[3]特許第7236126号31TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 36 ![Page 36の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000037.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 31テーマThemeタンパク質や細胞を遠隔操作する嵩高いケージング技術の創成Stericallybulkycagingforremote-controlofproteinsandcells研究分野Department分子システム創成化学SyntheticChemistryforMolecularSystems研究者Researcher山口哲志S.YamaguchiキーワードKeywordケージング、光分解性保護基、タンパク質、細胞Caging,Photolabileprotection,Proteins,Cells応用分野Application研究開発段階ドラックデリバリー、バイオ医薬、細胞治療、再生医療Drugdelivery,Biopharmaceuticals,Celltherapy,Regenerativemedicine▼基礎実用化準備応用化背景タンパク質や細胞の機能を刺激応答性に変換する技術は、治療用のタンパク質や細胞を局所的に活性化でき、副作用無く、安全に投与できるようにします。生体分子に光分解性の保護基を修飾して一時的に不活性化する技術を「ケージング」と呼びます。ケージングされた分子は、光照射によって保護基が外れ、活性化されるため、その機能が光制御できます。これまでに様々な生体分子がケージングされてきましたが、サイズの大きなタンパク質などを簡便かつ効果的にケージングする技術が無く、新しい方法が求められてきました。概要・特徴●遺伝子操作を用いずに、どんなタンパク質も化学的に光応答性に変換できる「嵩高いケージング法」を開発しました。●嵩高い光溶解性の分子集合体で表面を覆うことで、細胞をケージングする技術を開発しました。技術内容●ビオチン分子を修飾したケージング試薬を開発し、この試薬で化学修飾することで、任意のタンパク質を光応答性に変換する「嵩高いケージング法」を確立しました。●細胞内で核酸を分解する酵素や細胞表層の受容体に作用するタンパク質などを、細胞内外で光活性化することに成功しました。●立体障害の大きな光分解性の分子複合体でタンパク質表面を全体的に被覆する「嵩高いケージング法」のコンセプトを細胞にも応用し、細胞のケージングに世界で初めて成功しました。バイオBio社会への影響・期待される効果従来の技術と異なり、試薬を混ぜるだけで、どんなタンパク質やどんな細胞も簡単に光応答性に変換することができます。そのため、望みの場所、タイミングでの活性化を介して、生命現象におけるタンパク質や細胞の時空間的な役割を明らかにできます。また、ケージングを施した治療用のタンパク質や細胞を投与し、光線力学的療法と同様に、内視鏡などを用いて患部でのみ光活性化することで、活性の強いタンパク質や細胞を副作用なく治療に使用できるようになります。現在、この嵩高いケージング法を用いて、タンパク質やプラスミド、細胞を光応答性に変換してきましたが、開発した試薬の分解性を他の刺激で分解するように変えることで、様々な刺激応答性に変換できるようになると期待されます。【論文Paper】[1]Chem.Commun.46(2010)2244[2]Chem.Commun.49(2013)3013[3]Adv.Health.Mater5(2016)1002[4]Bioconj.Chem.32(2021)1535[5]Chem.Eur.J.28(2022)e202103941[6]ChemBioChem23(2022)e202200476特許Patent】［1］特願2015-179135号TheUniversityofOsakaSANKEN32 ## Page 37 ![Page 37の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000038.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 解32Themeテーマ電子エネルギー損失分光法によるナノレベル振動分光Vibrationspectroscopyatnano-scaleusingelectronenergy-lossspectroscopy研究分野Departmentナノ構造・機能評価NanocharacterizationforNanostructuresandFunctions研究者Researcher末永和知K.Suenaga吉田秀人H.Yoshida岩清水千咲C.IwashimizuキーワードKeyword電子エネルギー損失分光法、走査透過型電子顕微鏡、フォノンElectronenergy-lossspectroscopy,Scanningtransmissionelectronmicroscopy,Phonon応用分野Application研究開発段階材料科学、ナノデバイス、化学反応解析Materialscience,Nanodevice,Chemicalreactionanalysis▼基礎実用化準備応用化背景析Analysis格子振動の量子であるフォノンの分散は、材料の熱的・光電子的特性などを特徴付けます。しかし、従来の振動分光法で得られる情報は平均データでした。医学・電子工学・エネルギーなど様々な分野でナノテクノロジーの発展と応用が進む中、ナノレベルで局所的なフォノン分散を測定・評価する技術の開発を目指しました。概要・特徴低加速電圧STEM-EELS装置の高空間・高エネルギー分解能化を達成し、微小二次元物質の振動スペクトルをナノスケールで取得する手法を見出しました。技術内容電子損失エネルギー分光法（EELS）と走査透過型電子顕微鏡（STEM）を組み合わせたSTEM-EELS装置を用いてグラフェンと六方晶窒化ホウ素（h-BN）のフォノン分散を取得しました。EELS検出器を軸中心から少しずつずらすことで、運動量移送ベクトルqの関数として分光しました（図（a,b））。縦軸に損失エネルギー、横軸に運動量q、色の明暗に強度を取ることで、フォノン分散図を実験的に取得できました（図（c））[1]。応用として、幅数10nmの短冊状グラフェンナノリボンの振動モードマッピング[1]や、同位体のピークシフトを利用した数nmレベルでの同位体マッピング[2]に成功しました。モノクロメーターを搭載し国内最高レベルのエネルギー分解能を達成できたことや、収差補正器の性能向上による高空間分解能化、検出カメラ感度の改善などによる低加速電圧STEM-EELS装置の高性能化がこれらを実現しました。社会への影響・期待される効果この研究成果は、半導体や電子デバイスにも応用されるナノ構造固体物質の局所IR測定に特に有用です。また、低加速電圧条件は電子線ダメージを受けやすい低次元物質や有機物の観察を可能にします。【論文Paper】［1］R.Senga,K.Suenaga,P.Barone,S.Morishita,F.MauriandT.Pichler,Nature,573(2019)247‒250.[2]R.Senga,Y.-C.Lin,S.Morishita,R.Kato,T.Yamada,M.Hasegawa,K.Suenaga,Nature,603(2022),68-72.33TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 38 ![Page 38の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000039.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 材解33Themeテーマ動作中のナノギャップ電極の表面観察Atomicscaleanalysisofthesurfacestructureinworkingnanogapelectrodes研究分野Departmentナノ構造・機能評価NanocharacterizationforNanostructuresandFunctions研究者Researcher末永和知K.Suenaga吉田秀人H.Yoshida岩清水千咲C.IwashimizuキーワードKeyword金属ナノ構造、ナノギャップ、環境制御型透過電子顕微鏡metalnanostructure,nanogap,environmentaltransmissionelectronmicroscopy(ETEM)応用分野Application研究開発段階表面化学、ナノデバイスsurfacechemistry,nanodevice▼基礎実用化準備応用化料Material背景固体表面の構造は電子励起によって変化するが、その反応メカニズムの解明には実時間、実空間、実環境での観察が必要となります。高い空間分解能と時間分解能を有する環境制御型透過電子顕微鏡を用いることにより、動作中の金属ナノギャップ電極表面の原子スケールの構造変化をその場観察で捉えることができます。概要・特徴環境制御型透過電子顕微鏡と高速カメラを使用することにより、動作中の金属ナノギャップ電極において、電極表面の構造が原子スケールで連続的に変化する現象を初めて可視化しました。技術内容金は化学的に不活性な金属であり電極材料として広く利用されてきましたが、実際に動作中の電極表面の原子スケールの構造はこれまで明らかにされていませんでした。今回、電子顕微鏡内で金ナノギャップ電極に電圧を印加し酸素ガスを導入することで、正極表面の結晶構造が乱れることを明らかにしました。さらにナノギャップ間を金原子が移動する様子をその場で可視化することに成功し、その連続的に変化する構造が金の酸化物であることを解明しました。酸素ガス中における異方的な構造変化がトンネル電子とガス分子との反応によって引き起こされることを世界で初めて明らかにした成果です。社会への影響・期待される効果本研究成果により、ナノギャップ電極におけるトンネル電子とガス分子との反応メカニズムが解明され、この反応を利用した新たなナノ材料の開発に繋がると期待されます。また、金ナノギャップ電極だけでなく、ナノデバイスに用いられる様々な金属電極表面の反応メカニズムを解明する手がかりになり、実環境ガスや実用電極材料を選択することで、電子を利用した新たなナノ材料の開発に繋がると期待されます。析Analysis【論文Paper】［1］T.Tamaoka,H.Yoshida,andS.Takeda,RSCAdvances9(2019)9113-9116.［2］T.Tamaoka,R.Aso,H.Yoshida,andS.Takeda,Nanoscale11(2019)8715-8717.［3］R.Aso,Y.Ogawa,T.Tamaoka,H.Yoshida,andS.Takeda,Angew.Chem.Int.Ed.58(2019)16028-16032.TheUniversityofOsakaSANKEN34 ## Page 39 ![Page 39の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000040.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 解34Themeテーマ極短パルス電子線によるダイナミクス計測Investigationofreactionkineticsinducedbyultra-shortelectronbeams研究分野Department先進ナノファブリケーションAdvancedNanofabrication研究者Researcher楊金峰J.YangキーワードKeyword量子ビーム誘起超高速現象、フェムト秒光パルス・電子ビーム、放射線化学quantum-beam-inducedultrafastphenomena,femtosecondelectronbeam/laser,radiationchemistry応用分野Application研究開発段階材料評価、リソグラフィmaterialsevaluation,lithography▼基礎実用化準備応用化背景極限ナノファブリケーションを実現するために材料中に量子ビームが誘起する基礎過程の解明を目指しています。そのためのツールとして、世界最高時間分解能を有するフェムト秒・アト秒パルスラジオリシスシステムの研究開発を行っています。概要・特徴析Analysisフェムト秒極短パルス電子ビームを時間分解分光法に適用し、量子ビーム誘起反応による過渡種（ホール、電子、ラジカル）のダイナミクスを実測する装置と測定法を開発・運用しています。電子ビームによる分析光の発生により、THz光も使えるようになり、測定対象、現象に合わせた測定が可能です。パルス電子線の短パルス化と、時間分解分光法の高時間分解化の実現に注力しています。技術内容我々は、量子ビームが誘起する超高速反応の基礎過程の解明を目指し、極短パルス電子線によるダイナミクス計測を行っています。フェムト秒・アト秒パルスラジオリシスでは、試料に量子ビーム（電子線）を照射し、分析光（紫外・可視・近赤外・遠赤外）の吸収・透過率の解析により、反応ダイナミクスの計測を行っています。この計測により、電離放射線の利用が検討されている次世代ナノファブリケーション、放射線治療、原子炉水化学等における量子ビーム誘起による超高速反応の知見の提供が可能となります。図にはエタノールやシリコンに電子ビームを照射した直後に起きるピコ秒オーダーの反応の観測例を示します。社会への影響・期待される効果エタノール中の溶媒和前電子の生成と減衰の実時間観測例（観測波長1400nm）シリコン中のホールと準自由電子の実時間観測例（観測周波数1±0.5THz）放射線場や宇宙空間での材料の劣化や、材料中の電荷キャリヤの動き、EUVリソグラフィー等の次世代半導体微細加工技術の基礎過程の解明に役立つ知見を与えます。これらの知見の材料へのフィードバックが極限空間での活動を支える材料や、次世代材料の開発の契機となることを期待します。また、極短パルス電子ビームは、物質を高密度にイオン化・励起できる可能性があり、新たな材料プロセスの可能性を秘めています。【論文Paper】［1］T.Toigawa,etal.,Radiat.Phys.Chem.123,73-78(2016);T.Kondoh,etal.,Radiat.Phys.Chem.84,30-34(2013);T.Kondoh,etal.,Radiat.Phys.Chem.80,286-290(2011);80,286-290(2011).［2］I.Nozawa,etal.,Phys.Rev.STAccel.Beams17,072803(2014).［3］K.Kan,etal.,Rev.Sci.Instrum.83,073302(2012);J.Yang,etal.,Nucl.Instr.Meth.A629,6-10(2011).35TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 40 ![Page 40の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000041.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 解35Themeテーマ超高速パルス電子顕微鏡Ultrafastelectronmicroscopewithrelativisticfemtosecondelectronpulses研究分野Department先進ナノファブリケーションAdvancedNanofabrication研究者Researcher楊金峰J.YangキーワードKeyword電子顕微鏡、電子線回折、フェムト秒電子線パルス、構造ダイナミクスelectronmicroscopy,electrondiffraction,femtosecondelectronbeam,structuraldynamics応用分野Application研究開発段階構造ダイナミクスの研究、物質機能の解明、新材料・デバイスの創製structuraldynamics,materialfunctions,newdevicedevelopment▼基礎実用化準備応用化背景新しい物質創製・新物性発現には、実時間（～fs）と実空間（～Å）での原子･分子の動きや構造変化のダイナミクスを直接的に観察し理解することは必要不可欠です。一方、汎用の電子顕微鏡では高時間分解能がなく、フェムト秒・ピコ秒の早い時間領域での構造変化の観察がまだ不可能です。概要・特徴解析Analysis最先端加速器技術を用いて、エネルギーが３MeV、パルス幅が100fsの高輝度電子線パルスを発生し、フェムト秒時間分解能を有する「超高速電子顕微鏡」を世界に先駆けて開発し、原理実証に成功しました。技術内容我々は、物質科学の研究力を高め、新たな学際領域を切り拓き、革新的製品開発の核となる新知見を創出するために、物理、化学、生物学など幅広い科学分野に利用可能な、時間的にフェムト秒、空間的にオングストロームの分解能を有する「超高速電子顕微鏡」を開発し、実証実験を試みました。開発した超高速電子顕微鏡では、高周波電子銃技術を用いてエネルギー3MeV、パルス幅100fsの高輝度電子線パルスを発生し、相対論的フェムト秒電子線パルスを用いた電子顕微鏡像の測定に成功しました。電子回折の観察では、単一電子線パルスによる測定や、フェムト秒時間分解構造変化の観察に成功しました。これにより、今まで測定できなかった不可逆な構造ダイナミクスの解明を可能にしました。社会への影響・期待される効果相転移等のトリガーに始まる構造変化等の拡大現象や、金属中の転移滑り現象の観測、化学反応における分子構造変化等のダイナミクス解明を目指しています。これにより新しい物質相・新物性の探索、化学反応から生成される様々な中間種の発見が期待されます。また、様々なタンパク質の構造決定において、ビームダメージよりも早く回折像を取得し、構造決定する手法の確立を目指しています。これにより創薬等への貢献が期待されます。【論文Paper】［1］ElectronicsandCommunicationinJpn,98,No.11,50-57(2015);［2］Microscopy,67,291-295(2018);［3］Adv.inCond.Matt.Phys.2019,9739241(2019);［4］QuantumBeamSci.2020,4,4(2020).TheUniversityofOsakaSANKEN36 ## Page 41 ![Page 41の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000042.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 解36Themeテーマ量子ビームによる材料の反応解析Analysisofreactionsinducedinmaterialsusingquantumbeam研究分野Department量子ビーム物質科学BeamMaterialsScience研究者Researcher古澤孝弘T.KozawaキーワードKeywordレジスト、微細加工、リソグラフィ、量子ビームresist,nanofabrication,lithography,quantumbeam応用分野Application研究開発段階半導体リソグラフィ、レジスト材料semiconductorlithography,resistmaterials▼基礎実用化準備応用化背景半導体製造における極端紫外光リソグラフィ、粒子線ガン治療等、今後電離放射線領域にある量子ビームの利用が大きく展開して行くことが予想されます。概要・特徴析Analysis短パルス量子ビームを活用した高時間分解過渡吸収分光システムは他に類を見ない装置であり、モデリングに威力を発揮します。技術内容最先端の量子ビーム（電子線、極端紫外光、レーザー、放射光、X線、ガンマ線、イオンビーム）を利用して、量子ビームが物質に引き起こす化学反応と反応場の研究を行っています。量子ビームによる物質へのエネルギー付与から、化学反応を経て、機能発現に至るまでの化学反応システムの解明、得られた知見から新規化学反応システムの構築を行い、産業応用分野としては、特に半導体リソグラフィ材料をターゲットとして、反応解析、材料設計指針を得るための研究を行っています。社会への影響・期待される効果●レジスト材料の反応解析●新規材料の設計指針の取得【論文Paper】［1］T.KozawaandS.Tagawa,Jpn.J.Appl.Phys.（InvitedReview）49（2010）030001.［2］T.ItaniandT.Kozawa,Jpn.J.Appl.Phys.（InvitedReview）52（2013）010002.37TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 42 ![Page 42の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000043.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 解37Themeテーマ量子ビームを用いた極限状態下の誘起反応化学Studyonradiationinducedchemicalreactionsatextremeconditions研究分野Department量子ビーム物質科学BeamMaterialsScience研究者Researcher室屋裕佐Y.MuroyaキーワードKeyword量子ビーム、放射線化学、高温高圧流体、超臨界状態、軽水炉水化学quantumbeam,radiationchemistry,hightemperatureandpressurefluids,supercriticalstate,waterchem応用分野Application研究開発段階環境科学、軽水炉水化学environmentalscience,waterchemistryinnuclearengineering▼基礎実用化準備応用化背景量子ビームはガン治療、半導体加工、環境有害物質の無害化や難分解性物質の分解といった幅広い分野に利用されています。照射によって物質中に生成するイオンやラジカル、電子といった反応活性種をうまく活用することが鍵となりますが、これらの反応性は高温下で著しく増大することから強力且つ効率的な反応場を創製できることが期待されています。一方で原子力工学においてこれらの反応活性種は構造材料の腐食促進の原因となり、バルク－材料界面における化学雰囲気の制御が長期安全性に関わる課題となっています。概要・特徴ピコ秒～ナノ秒～マイクロ秒といった極めて短時間に進行する放射線反応を素過程から解明し、これを基に反応システムの把握や制御の研究を行います。技術内容電子線、ガンマ線、極紫外光といった様々な量子ビームを用いてバルクや溶液－固体界面において誘起される反応を追跡し、シミュレーションも併用することにより反応機構の解明や新たな反応場創製のための指針を得ることを目指します。社会への影響・期待される効果●高温高圧溶媒の放射線分解反応過程の解明●亜臨界･超臨界水を用いた新しい反応場の創製●放射線照射下における溶液･固体表面相互作用の解明●量子ビームを用いたナノ粒子生成と界面の振る舞いの解明●放射性廃棄物処理における化学環境評価析Analysis【論文Paper】［1］“Supercriticalpressurelightwatercooledreactors”,Springer,ISBN:978-4-431-55024-2,pp.347-375(2014).［2］Chem.Phys.Lett.,657(2016)102-106.［3］Phys.Chem.Chem.Phys.,19(2017)23068-23077.［4］Phys.Chem.Chem.Phys.,19(2017)30834-30841.［5］Nat.Commun.,10(2019)102.TheUniversityofOsakaSANKEN38 ## Page 43 ![Page 43の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000044.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 解38Themeテーマレーザープラズマ電子加速とその応用Laser-PlasmaElectronAcceleration:FromFundamentalPhysicstoApplications研究分野Department量子ビーム物理BeamPhysics研究者Researcher細貝知直T.Hosokai武藤俊哉T.Muto金展J.Zhan水田好雄Y.Mizuta顧彦�Y.Gu中野和美K.NakanoキーワードKeywordレーザー加速、プラズマ、超短パルスレーザー、極短電子バンチlaser-drivenparticleacceleration,plasmas,ultra-shortpulselasers,ultra-shortelectronbunches応用分野Application高エネルギー加速器、卓上加速器、超高速イメージング、医療、材料、創薬high-energyaccelerators,table-topaccelerators,ultra-fastimaging,medicine,materials,drugdiscovery▼基礎実用化準備応用化背景析Analysis研究開発段階医高強度レーザーとプラズマとの相互作用で電子を加速するレーザープラズマ加速は従来加速器の1000倍以上の強度の超高加速電場を生成可能であることから、キロメートルサイズの高エネルギー加速器を卓上サイズにまで小型化可能と期待されています。概要・特徴レーザープラズマ加速器の実現に向けた研究開発と高エネルギー電子ビームの利用開拓を行っています。技術内容レーザー航跡場加速はGeV級の超高エネルギーの電子加速を卓上サイズで実現可能と期待されています。電子ビームの安定性／再現性、品質、制御性等の粒子加速器としての性能指標の向上がレーザープラズマ加速器実現への大きな課題です。相対論プラズマの挙動と電子加速機構の詳細な理解をベースに、レーザー加速実験を実施し、レーザープラズマ加速器の実現を目指します。同時に、レーザープラズマ加速器ならではのユニークなビームの特徴を利用する新しい研究テーマの開拓も行っています。開発中のプラズマフースター－5cmiJJGeV級レーザー加速装置社会への影響・期待される効果レーザープラズマ加速による高エネルギー電子ビームをドライバー領域の自由電子レーザーの発振を目指して研究開発を進めています。並行して、体内深部ビーム創薬など、高エネルギー電子ビームの新奇応用を開拓しています。高エネルギー電子ビーム創薬実験療Medical【論文Paper】［1］Y.Guetal.ScientificReports,14,31162（2024）［2］A.Rondepierreetal.ScientificReports,14,12078（2024）［3］K.Huangetal.,Light:Science&Applications.13,84（2024）［4］Z.Leietal.,Rev.Sci.Instrum.95,015111（2024）［5］Z.Leietal.,Prog.Theor.lExp.Phys.033J01（2023）［6］Z.Leietal.,HighPowerLaserSci.Eng.11,e91(2023).【特許Patent】［1］特願2023-152023「電子ビーム照射装置及び電子ビーム照射方法」［2］特願2023-111362「電子ビーム発生装置、及び電子ビーム発生方法」［3］特許第6873465号「電子ビーム照射装置及び電子ビーム照射装置の作動法」［4］US10,104,753B2(米国)［5］GB2559676B(英国)39TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 44 ![Page 44の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000045.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 材39Themeテーマレーザーと量子ビームによる材料の機能創製Functionalizationofmaterialsbylasersandquantumbeams研究分野Department量子ビーム物理BeamPhysics研究者Researcher佐野雄二Y.Sano水田好雄Y.Mizuta細貝知直T.HosokaiキーワードKeywordパルスレーザー、機能性付与、寿命延長Pulsedlaser,Functionalization,Lifeextension応用分野Application研究開発段階材料加工、表面処理、医療、非破壊検査Materialprocessing,Surfacetreatment,Medicalapplication,Nondestructivetesting基礎実用化準備応用化▼料Material背景高出力パルスレーザーの超小型化により、材料の改質や機能創製、検査・分析などへ応用が進んでいます。特に、ピーニングは圧縮残留応力の導入により金属部品や構造物の疲労寿命を延長できるため、超小型レーザーの適用により場所を選ばない応用が期待できます。概要・特徴持ち運びができるレーザーピーニング装置を開発し、高張力鋼・チタン合金・アルミニウム合金などの疲労特性の改善を確認しました。屋外でも使えます。技術内容●パルス幅の短いレーザーを使用することにより、小さいレーザー出力でも疲労寿命を延長できることを実証●主な金属材料やセラミックスの残留応力および機械的特性の改善効果を確認●レーザーの冷却方法を工夫することにより、100Hzの高繰返し運転を実現。ピーニング処理時間を短縮●小型の協働ロボットと組合せ、持ち運びができるレーザーピーニング装置を実現。インフラへの適用も可能●ピーンフォーミング効果による曲面の成型や形状の矯正、表面のクリーニングも可能社会への影響・期待される効果開発したレーザーピーニング装置は、従来の装置と比較して桁違いに小型・軽量であり、金属部材や溶接部の疲労特性の改善、SCC(応力腐食割れ)の抑制、積層造形した構造物の高機能化、橋梁・発電設備・航空機などの社会インフラの保守・寿命延長への適用が期待できます。【論文Paper】［1］Nucl.Instrum.MethodsPhys.Res.B121(1997)432-436[2]Mater.Sci.Eng.A417(2006)334-340[3]J.LaserAppl.29(2017)012005[4]Metals11(2021)1716[5]J.Mater.Res.Technol.37(2025)3424-3433[6]Opt.Express33(2025)51184特許Patent】［1］特許第7204236号「金属積層造形装置及び金属積層造形方法」［2］特許第7511902号「レーザ加工装置及びレーザ加工方法」TheUniversityofOsakaSANKEN40 ## Page 45 ![Page 45の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000046.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 解40Themeテーマ超高感度ナノポアウイルスセンサーUltra-sensitivenanoporevirussensor研究分野DepartmentバイオナノテクノロジーBio-Nanotechnology研究者Researcher谷口正輝M.Taniguchi筒井真楠M.Tsutsui田中裕行H.Tanaka小本祐貴Y.KomotoキーワードKeywordウイルス、ナノポアvirus,nanopore応用分野Applicationウイルスセンサーvirussensor基礎実用化準備応用化▼背景2000年以降、数年に１つの割合で、新たな感染症が発生しています。新興感染症による人的・経済的被害を最小限に留めるためには、発生後、即座に検査法を開発し、感染予防を行うことが求められています。概要・特徴析Analysis固体ナノポアとAIを用いて、1個単位でウイルスを検出・識別できます。検査対象となるウイルスに応じた検査法を即座に作ることができます。技術内容研究開発段階バイオBio固体ナノポアは、微細加工技術で作られたシリコン基板上の貫通孔です。ナノポアを電解質溶液で満たすと、イオン電流が流れます。ウイルスがナノポアを通過するとき、ウイルスに固有のイオン電流ー時間波形が、ナノポアから得られます。この波形を機械学習することで、ナノポアを通過しているウイルスを1個単位で高精度で識別することができます。このウイルス検査プラットフォームをAIナノポアを言います。AIナノポアは、計測チップ、計測装置、クライアントソフト、サーバソフトから構成され、製品化されています。患者から採取した唾液をAIナノポアで検査することで、新型コロナウイルスを5分間の検査時間で、感度95％、特異度92％で検査できます。また、新型コロナウイルスの変異型も同様に、高感度・高特異度で検査することができます。社会への影響・期待される効果AIナノポアは、ナノポアの直径を検出対象に応じて変えることで、ウイルスだけでなく、細菌や菌糸などの微生物や、タンパク質やＤＮＡなどの生体分子を計測することができます。また、既存の免疫反応とAIナノポアを組合わせることで、既存検査システムの検出限界を超えることができます。さらに、学習データの種類や、直径の異なるナノポアを用いることで、多種検査も可能になります。【論文Paper】［1］Nat.Commun.15(2024)9619.［2］Sci.Rep.14(2024)16686.［3］LabChip.23(2023)4909.［4］J.Phys.Chem.C.126(2022)12197.［5］Nat.Commun.12(2021)3726.【特許Patent】［1］特願2012-017325［2］特願2012-286115［3］特願2013-04737341TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 46 ![Page 46の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000047.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 41テーマTheme１分子量子シークエンサーSinglemoleculeDNAsequencer研究分野DepartmentバイオナノテクノロジーBio-Nanotechnology研究者Researcher谷口正輝M.Taniguchi筒井真楠M.Tsutsui田中裕行H.Tanaka小本祐貴Y.KomotoキーワードKeywordマイクロRNA、がん診断、１分子技術microRNA,cancerdiagnosis,singlemoleculartechnologies応用分野Application研究開発段階次々世代DNAシークエンサーnextgenerationDNAsequencer▼基礎実用化準備応用化背景これまで、マイクロRNAによるがん診断は、乳がんや肺がんなどの早期診断を可能にすることが知られていました。マイクロRNAによるがん診断を行うためには、数種類のマイクロRNAの塩基配列とその量比を同時に決定する定量解析が必要ですが、これまでの解析方法では定量解析が不可能でした。概要・特徴１分子レベルでマイクロRNAの塩基配列、化学修飾、量比を同時に決定する１分子定量解析法を世界で初めて開発しました。技術内容１分子量子シークエンシング法は、１塩基分子の電気抵抗の違いをトンネル電流で読み出す方法であり、DNAやマイクロRNAの塩基配列、ペプチドのアミノ酸配列、および化学修飾された塩基分子とアミノ酸分子を直接解読できる方法です。さらに、特定の塩基配列・アミノ酸配列や化学修飾塩基分子・アミノ酸をマーカーにすることで、計測分子数を決定できます。今回、当研究グループは、1分子量子シークエンシング法により、がんの診断マーカーであるマイクロRNAの塩基配列、化学修飾、および量比を同時に決定する1分子定量解析に成功しました。これにより、マイクロRNAを利用した乳がんや肺がんなどの早期診断が期待されます。バイオBio社会への影響・期待される効果本研究成果により、マイクロRNAによる乳がんや肺がんなどの早期診断が期待されます。また、本1分子量子シークエンシング法は、マイクロRNAをそのまま１分子レベルで定量解析でき、マイクロRNAをDNAに逆転写してDNAを増幅する操作が不要となるため、低コストかつ迅速ながん診断が期待されます。【論文Paper】［1］"ScientificReports"(online)onSeptember29,2021.“Single-moleculeRNAsequencingforsimultaneousdetectionofm6Aand5mC”TheUniversityofOsakaSANKEN42 ## Page 47 ![Page 47の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000048.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 42テーマThemeモバイルデバイスを利用した計測法の開発Developmentinvestigationsystembymobiledevice研究分野Department生体分子機能科学BiomolecularScienceandEngineering研究者Researcher永井健治T.NagaiキーワードKeywordリモート、スマートフォン、生物発光タンパク質、iPS細胞Remote,smartphone,bioluminescentprotein,iPScell応用分野Application研究開発段階医療、環境調査Clinicaluse,environmentalinvestigation▼基礎実用化準備応用化背景我々の研究室では、生体活動及びそれを担う生体分子を検出するために、蛍光タンパク質、生物発光タンパク質を用いて様々なセンサー(指示薬)及び検出システムを開発してきました。概要・特徴持ち運び可能な計測デバイスと検出指示薬を組み合わせて、細胞活動や生体分子を高感度で迅速に検出可能なシステムを開発しました。技術内容バイオBioA.スマートフォンカメラを用いた検査を実施するために、生物発光タンパク質を利用した指示薬および検出法を開発しました[1-3]。対象となる分子の濃度を発光波長の変化、つまり色の変化により計測します。①ビリルビン指示薬「BABI」：新生児黄疸の原因分子であるビリルビンを検出します。②トロンビン指示薬「Thrombastor」：血栓症の原因となりうる血液凝固因子トロンビンの活性を検出します。③Cu2+検出システム「DERK-Cu（II）」：環境水や飲料水の銅イオン（Cu2+）を検出します。B.幹細胞の培養評価を目的として、培養中の細胞をリモートでモニタリング可能な細胞撮像装置「INSPCTOR」を開発しました[4]。分化誘導後に心筋細胞へと分化し拍動する細胞の挙動を観察することに成功しました。社会への影響・期待される効果計測機器のモバイル化は、計測作業の汎用性を高めるとともに、様々な利用場面を想定した計測の多様化を可能にし、誰もが気軽に検査ができる社会の実現に貢献します。また、通信機能と組み合わせることで、検査結果を医療機関へ送り診断を仰ぐ、といった新たな在宅医療の形が期待されます。【論文Paper】［1］ACSSensors,6,889-895,2021.[2]Anal.Chem.,93,13520-13526,2021.[3]Talanta,287,12756,2025.[4]LabChip.,24,5290-5303,2025.【特許Patent】［1］特許7014437「生体物質の検出方法、それに用いる化学発光指示薬」［2］特許7137842「デバイス、及びそれを用いた判定システム」43TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 48 ![Page 48の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000049.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 43テーマTheme生物発光の多色展開および生物学への応用Multicolordevelopmentofbioluminescenceandbiologicalapplication研究分野Department生体分子機能科学BiomolecularScienceandEngineering研究者Researcher永井健治T.NagaiキーワードKeyword生物発光、自発光植物、細胞観察Bioluminescence,auto-luminescentplant,cellobservation応用分野Application研究開発段階バイオイメージング、顕微鏡、産業利用Bioimaging,microscopy,industrialuse▼基礎実用化準備応用化背景生物発光は蛍光のように光を照射することなく得ることができる観察対象に優しい光です。当研究室では自然界の生物発光システムを改良して、基礎研究さらには産業利用へと応用展開をしています。概要・特徴生物発光の多色化、複数の細胞の発光を同時に観察する方法、自ら発光する植物など、生物発光の様々な利用法を開発しました。技術内容生物発光タンパク質に蛍光タンパク質を繋げて発光色を変化させる方法を発展させることで、20色の生物発光タンパク質シリーズ「eNLEX」を開発しました[１](図1左)。スマートフォンなどに使われているカラーカメラを用いることで、ワンショットにより全ての発光色の細胞を同時に撮影することに成功しました（図1右)。生物発光に不可欠な発光基質の合成経路を生物発光タンパク質と同時に導入することで、自ら発光する(自発光)システムを構築できます。バクテリア由来の自発光システムを基盤にして、発光色を新たに６色の「NLX」シリーズへと展開しました[２,３](図2左)。この生物発光タンパク質と発光基質の合成経路を導入することで、自発光植物の開発に成功しました(図2右)。社会への影響・期待される効果図１.20色の生物発光タンパク質シリーズeNLEX。ヒト培養細胞にそれぞれ導入し(左)、混在した状態で同時に撮影した(右)。図２.バクテリア由来自発光システム。大腸菌コロニーでの６色のNLX発光像(左)。タバコ葉での発光像(右)。バイオBioカラーカメラによる細胞観察法は簡便であり低コストで導入が可能なため、生物発光利用の裾野が広がります。個々の細胞を識別する方法は、細胞運命の追跡や薬剤応答など、細胞の個性の違いを解析する上で有益な解析手段となります。自発光システムの生体への導入は、外部から人為的にエネルギーを投入する必要なく発光するため、植物による照明といったエコ社会の実現への貢献が期待されます。【論文Paper】［1］Sci.Adv.,11,eadp4750,2025.［2］PNAS,121,e2406358121,2024.［3］JACSAu,5,5237-5252,2025.【特許Patent】［1］特許7553993「発光タンパク質」TheUniversityofOsakaSANKEN44 ## Page 49 ![Page 49の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000050.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 44テーマThemeヒト嗅覚システムを再現した匂いセンサーの開発Developmentofodorsensormimickinghumanolfactorysystem研究分野Department生体分子反応科学BiomolecularScienceandReaction研究者Researcher黒田俊一S.KurodaキーワードKeyword匂いの数値化、ヒト嗅覚受容体、嗅覚受容体アンタゴニストsmelldigitization,humanolfactoryreceptor,odorant-receptorantagonist応用分野Application研究開発段階AI調香師、消臭剤、仮想現実AIperfumer,deodorizer,virtualreality基礎実用化準備応用化▼背景食品、香粧品等の広範な製品開発において匂いの官能試験は非常に重要ですが、試験士の資質に大きく依存するため、再現性やスループット性が低く、しかも他者との情報共有が困難でした。一方、化学系匂いセンサーは特定の匂いしか検出できず、官能試験との連携は不可能でした。概要・特徴ヒト嗅覚受容体全て（約400種類）を用いた嗅覚受容体センサーを作製し、ヒトの匂いの感じ方をデジタルデータ化することに成功しました。技術内容バイオBio人間の視覚や聴覚の情報はデジタル化され「情報の正確な記録と再現」が可能となっており、映像作品や音楽として商業的に活用されています。一方で、嗅覚情報は「匂いの基準」となるものが存在せず、匂いを正確に表現することが困難でした。私たちはヒトの約400種類嗅覚受容体センサー応答画像匂いマトリックス【概念イメージ】の嗅覚受容体を発現する細胞からなる嗅覚受容体センサーを開発しました（特許技術、図左）。この匂いセンサーはヒトの嗅覚受容体を網羅的に発現させたものであり、ヒトが匂いを感じる仕組みをアレイ上で再現したものです。各嗅覚受容体の応答は細胞内カルシウムイオンの濃度変化を蛍光強度に変換し、約400種類の嗅覚受容体の応答を一括測定することができます。これにより、約400種類の嗅覚受容体の応答をまとめた匂いの基準「匂いマトリックス」の作成、すなわち嗅覚情報のデジタル化が実現されます（図右）。社会への影響・期待される効果これまで匂いのデジタル化そのものが困難であったため、当技術の市場展開が匂い関連製品にパラダイムシフトを起こす可能性があります。具体的には、遠隔地への匂い情報の転送と再構成（匂いが伝わるテレビや映画）、嗅覚受容体応答情報の医療への応用（アロマテラピーの発展型等）が想定されます。【論文Paper】［1］Sensors(Basel)23(2023)6164[2］Biosci.Biotechnol.Biochem.86(2022)1562-1569[3］生産と技術72(2020)78-80[4］AromaResearch20(2019)38-39【特許Patent】［1］特許出願2019-53679045TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 50 ![Page 50の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000051.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 医45Themeテーマ多剤耐性細菌の情報伝達を阻害する新規抗菌薬の開発Developmentofnovelantibioticstargetingsignaltransductionofmulti-drugresistantpathogens研究分野Department生体分子反応科学BiomolecularScienceandReaction研究者Researcher岡島俊英T.Okajima内海龍太郎R.UtsumiキーワードKeyword多剤耐性菌、二成分情報伝達系、ヒスチジンキナーゼMulti-drugResistantBacteria,Two-componentSignalTransductionSystem,HistidineKinase応用分野Application研究開発段階多剤耐性菌感染症治療薬、新規抗生物質DrugforInfectionofMulti-drugResistantBacteria,NovelAntibiotics▼基礎実用化準備応用化背景既存の複数抗生物質が効かない多剤耐性菌の院内感染あるいは市中での蔓延は、公衆衛生上の大きな問題となっています。これまでの抗生物質が改良されても、新たな耐性菌が直ちに出現する状況にあり、新しいコンセプトによる抗生物質の開発が望まれています。概要・特徴細菌の情報伝達系を阻害することによってMRSAやVREなどの多剤耐性病原菌にも抗菌作用を示す新規な薬剤を開発することに成功しました。さらに、病原性と薬剤耐性を抑え込む次世代の機能性を目指しています。技術内容細菌の主要な環境応答システムである二成分情報伝達系（TCS）は、細胞膜に存在するヒスチジンキナーゼ（HK）と転写因子レスポンスレギュレーター（RR）から構成されています。HKは環境シグナルに応答して、自己のHis残基をリン酸化し、そのリン酸基をRRへ転移します。リン酸化RRは遺伝子発現を制御し、各種の重要な生理過程に関わります。TCSはヒト細胞に存在せず、動植物病原菌の病原性、増殖、薬剤耐性等にも関与するため、抗菌薬の新規かつ重要な標的と考えられています。これまでに我々はHKに特異的に作用する阻害剤を放線菌から発見し、特許化しています。そのひとつwaldiomycinは、HKの自己リン酸化部位周辺の保存領域に対して特異的に結合し、多剤耐性菌にも抗菌作用を示すことを明らかにしました。さらに、この特性を模倣し、合成した低分子化合物においても実現することにも成功しました。病原性、薬剤耐性に関わるHKを標的とすることで、病原性と薬剤耐性を抑え込む次世代型抗菌薬の開発を目指しています。社会への影響・期待される効果Waldiomycinは広範なTCSを同時に阻害するため、抗菌特性を示すばかりでなく、同時に薬剤耐性や病原性も抑え込むマルチな機能性をもつ次世代型抗菌薬のシードとなり得ます。【論文Paper】［1］化学と生物62(2024)480-489［2］J.Antibiot.(Tokyo)77(2024)522-532［3］Biomolecules12(2022)1321-1321［4］Anal.Biochem.600(2020)113765-113765【特許Patent】［1］特許第5686981号［5］化学と生物57(2019)416-427［6］J.Antibiot.(Tokyo)70(2017)251-258［7］J.Gen.Appl.Microbiol.63(2017)212-221［8］J.Antibiot.(Tokyo).66(2013)459-64療MedicalTheUniversityofOsakaSANKEN46 ## Page 51 ![Page 51の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000052.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 バ46ThemeテーマRNAを標的とする低分子創成SmallmoleculestargetingfunctionalRNAs研究分野Department精密制御化学RegulatoryBioorganicChemistry研究者Researcher堂野主税C.DohnoキーワードKeywordRNA、DNA、低分子、創薬RNA,DNA,smallmolecule,drugdevelopment応用分野Application創薬リード創出drugleaddevelopment▼基礎実用化準備応用化背景イ創薬の主要な標的であったタンパク質に加えて、さまざまな機能をもったRNAが創薬標的として注目されています。創薬リード創成につながる、RNAを標的とする新しい低分子化合物の創成が求められています。概要・特徴●遺標的となるRNAの部分的な結合分子の設計と合成●RNA結合分子が標的RNAに作用することで、関連する生理機能を調節できる技術内容オBio研究開発段階医●標的RNAに特異的に結合する分子の創成●RNA結合分子が標的RNAに作用するとその構造を変化させ、RNAに由来する生理機能も変化させる●酵素活性をもつリボザイムRNAを標的として、リボザイム活性を制御し、遺伝子発現量の調節に成功社会への影響・期待される効果●標的RNAを調査する分子プローブ開発●RNAを標的とする低分子創薬開発療Medical【論文Paper】［1］RestorationofRibozymeTertiaryContactandFunctionbyUsingaMolecularGlueforRNA,Dohno,C.;Kimura,M.;Nakatani,K.Angew.Chem.Int.Ed.2018,57,506-510.［2］Asyntheticriboswitchthatoperatesusingarationallydesignedligand-RNApair,Dohno,C.;Kohyama,I.;Kimura,M.;Hagihara,M.;Nakatani,K.Angew.Chem.Int.Ed.2013,52,9976-9979.［3］MolecularglueforRNA:RegulatingRNAstructureandfunctionthroughasyntheticRNAbindingmolecule,Dohno,C.;Nakatani,K.ChemBioChem2019,20,2903-2910.47TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 52 ![Page 52の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000053.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 医47Themeテーマ光による核酸機能制御MolecularphotoswitchesformodulatingDNA/RNAfunctions研究分野Department精密制御化学RegulatoryBioorganicChemistry研究者Researcher堂野主税C.DohnoキーワードKeywordphotoswitch、RNA、DNAphotoswitch,RNA,DNA,応用分野Application研究開発段階光核酸スイッチ、光薬理学DNA/RNAphotoswitch,Photopharmacology▼基礎実用化準備応用化背景光は時空間的な制御が容易であるため、生体機能を制御する外部刺激として優れています。核酸のもつ様々な機能を光照射によって自在に制御することのできる分子創成を目指しています。概要・特徴●光照射に応答して核酸に作用する、作用しなくなる分子の開発●光応答性分子の存在下、標的とする核酸機能のON/OFFを光によって時空間に制御することが可能技術内容●核酸結合分子に光応答性の分子骨格を導入することで、光応答性の核酸結合分子の創成●光応答性核酸結合分子NCTA（図）を用いると、標的としたRNAの構造と機能を光によって制御できる●特定の場所、時間に限定した時空間的な制御に成功バイオBio社会への影響・期待される効果●任意の機能が光で制御される人工細胞系の構築●薬効を光で調節する光薬理学【論文Paper】［1］PhotoswitchablemolecularglueforRNA:reversiblephotocontrolofstructureandfunctionoftheribozyme,Dohno,C.;Kimura,M.;Fujiwara,Y.;Nakatani,K.NucleicAcidsRes.2023,51,9533-9541.［2］RationalDesignofaPhotoswitchableDNAGlueEnablingHighRegulatoryFunctionandSupramolecularChiralityTransfer,Simeth,N.etal.Chem.Sci.2021,12,9207-9220.療MedicalTheUniversityofOsakaSANKEN48 ## Page 53 ![Page 53の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000054.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 医48Themeテーマエピジェネティクスの化学的制御に基づいた医薬品創製Developmentoftherapeuticagentsbasedonepigenetics研究分野Department複合分子化学Complexmolecularchemistry研究者Researcher鈴木孝禎T.SuzukiキーワードKeywordエピジェネティクス、阻害剤epigenetics,inhibitor応用分野Application研究開発段階医薬品、生物試験用試薬therapeuticagents,reagentsforbiologicalstudies▼基礎実用化準備応用化背景DNAの塩基配列に依存しないで遺伝子の発現を制御する機構「エピジェネティクス」の異常は、がんなどの疾病に関与する。エピジェネティクスをコントロールする化合物は、抗がん剤などの治療薬として応用することが期待できます。概要・特徴疾患に関与するエピジェネティックタンパク質の阻害剤を創製し、それらの阻害剤が疾患細胞を正常細胞に変化させることを示しました。技術内容●標的誘導型合成やフォーカスドライブラリーのスクリーニングなどの独自の創薬手法を用いて、エピジェネティック阻害剤を創製しました。●エピジェネティック阻害剤は、疾患細胞中の異常なエピジェネティクス状態を正常なエピジェネティクス状態に変えることで、疾患細胞を正常細胞に分化させる作用（例：白血病細胞を好中球などの正常細胞に分化させる作用）を示しました。●動物実験（マウスがんモデル、マウスうつ病モデル）においても、エピジェネティック阻害剤は、少ない副作用で、高い治療効果を示しました。エピジェネティクス制御によるがん細胞の分化療Medical社会への影響・期待される効果がんは、1981年以降死因の第1位であり、最近では、総死亡数の約3割を占めています。また、認知症の患者数は約500万人ですが、その数は増加の一途をたどり、2025年には730万人に達すると予測されています。さらに、うつ病などの精神疾患の患者数も約500万人であり、精神疾患による自殺者の増加は著しく、それに伴う損失額は年間2.7兆円と推定されています。これらの疾患治療は、喫緊の課題です。これらの疾患には、エピジェネティクスの異常が関与していることが分かっており、エピジェネティック阻害剤は、これらの疾患の根本治療に役立つと期待されます。【論文Paper】［1］ACSMed.Chem.Lett.16(2025)1299-1304［2］J.Med.Chem.66(2023)15171‒15188［3］ACSMed.Chem.Lett.13(2022)1568-1573［4］ACSCatal.10(2020)5383-5392［5］J.Am.Chem.Soc.142(2020)21‒26【特許Patent】［1］特許第6238908号［2］特願2018-08464「ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤」［3］特願2019-106166「KDM5C阻害剤及び抗うつ剤」49TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 54 ![Page 54の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000055.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 医49Themeテーマ標的タンパク質分解誘導剤の創製Developmentoftargetedproteindegraders研究分野Department複合分子化学Complexmolecularchemistry研究者Researcher山下泰信Y.Yamashita鈴木孝禎T.SuzukiキーワードKeywordプロテインノックダウン、分解誘導剤、ユビキチンproteinknockdown,degraders,ubiquitin応用分野Application研究開発段階医薬品、生物試験用試薬therapeuticagents,reagentsforbiologicalstudies▼基礎実用化準備応用化背景プロテインノックダウン法は、標的タンパク質を分解する新しい技術として注目を集めています。プロテインノックダウン法で用いるタンパク質分解誘導剤は、抗がん剤をはじめとする様々な医薬品として期待されています。概要・特徴標的タンパク質を特異的に分解する技術を確立し、疾患に関連するタンパク質を標的とする種々の分解誘導剤を創製しました。技術内容●生体内のタンパク質分解機構であるユビキチン̶プロテアソームシステムをハイジャックし、狙ったタンパク質を特異的に分解する技術を確立しました。●本技術が様々なタンパク質に適応できることを明らかにしました。●神経芽細胞腫や前立腺がんの生育に関与するタンパク質など、種々のタンパク質を分解する分解誘導剤を創製しました。●タンパク質分解誘導剤は、酵素阻害薬などの従来のタンパク質制御化合物とは異なる作用を示します。社会への影響・期待される効果プロテインノックダウン法で用いるタンパク質分解誘導剤は、狙ったタンパク質を特異的に分解し、その細胞内存在量を減らすことができます。病原性タンパク質を標的とする従来の医薬品の多くは、受容体アンタゴニストや酵素阻害薬であり、それらはタンパク質の特定の機能を阻害します。一方、タンパク質分解誘導剤は、標的タンパク質のみを分解するため、特定の機能のみならず、そのタンパク質が持つあらゆる機能を阻害できます。このように、タンパク質分解誘導剤は、これまでの医薬品とは異なる新たな創薬モダリティとして期待できます。実際、本技術ならびに分解誘導剤は世界中の創薬研究で利用されており、その中には臨床研究に進んでいるものがあります。療Medical【論文Paper】［1］J.Med.Chem.68(2025)18258‒18271［2］Chem.Commun.58(2022)4635‒4638【特許Patent】［1］特許第7734361号TheUniversityofOsakaSANKEN50 ## Page 55 ![Page 55の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000056.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 バ50Themeテーマ多剤耐性菌感染症を克服するための創薬研究DrugDiscoverytoOvercomeMultidrug-ResistantBacterialInfections研究分野Department生体分子制御科学BiomolecularScienceandRegulation研究者Researcher西野邦彦K.Nishino西野美都子M.Nishino山崎聖司S.YamasakiキーワードKeyword多剤耐性、化学療法、細菌感染症multidrugresistance,chemotherapy,bacterialinfection応用分野Application感染症治療treatmentofinfection▼基礎実用化準備応用化背景世界中で抗菌薬で治療することができない薬剤耐性菌による感染症が問題となっている。薬剤排出ポンプは抗菌薬を細菌の中から外へ排出することで、細菌多剤耐性化に関係しています。概要・特徴私達の研究室では、抗菌薬を効かせなくする病原細菌について、薬剤排出ポンプの機能と制御機構に着目し、細菌の適応能力を明らかにした上で、新たな感染症治療戦略の開発に取り組んでいます。技術内容薬剤排出ポンプ制御因子による抗菌薬認識イポストゲノム解析を駆使して、これまでに細菌ゲノムに潜む数多くの薬剤排出ポンプと、その制御ネットワークを同定してきました。これらの同定された因子は、多剤耐性を克服する新たな薬のターゲットとして期待されています。さらには、病原性発現と多剤耐性の両方に関与する制御因子の構造を明らかにしました。薬剤排出ポンプや制御因子に対する阻害剤を用いることによって病原性を軽減させながら、細菌の多剤耐性化を抑制する新たな感染症治療が可能になります。社会への影響・期待される効果●世界中で問題となっている多剤耐性菌感染症の克服●感染症新規治療戦略の確立オBio研究開発段階医療Medical【論文Paper】［1］Proc.Jpn.Acad.Ser.BPhys.Biol.Sci.100(2024)57-67.ChangesintheexpressionofmexB,mexY,andoprDinclinicalPseudomonasaeruginosaisolates.［2］Front.Microbiol.14(2023)954304.InvestigatingmultidrugeffluxpumpsassociatedwithfattyacidsaltresistanceinEscherichiacoli.［3］J.Biol.Chem.299(2023)104892.FunctionalandstructuralcharacterizationofStreptococcuspneumoniaepyruvatekinaseinvolvedinfosfomycinresistance.［4］Antimicrob.AgentsChemother.66(2022)e00672-22.SpatialCharacteristicsoftheEffluxPumpMexBDetermineInhibitorBinding.［5］Front.Microbiol.13(2022)839718.IdentificationofBacterialDrug-ResistantCellsbytheConvolutionalNeuralNetworkinTransmissionElectronMicroscopeImages.［6］Antimicrob.AgentsChemother.66(2022)e02392-21.ProximalBindingPocketArg717SubstitutionsinEscherichiacoliAcrBCauseClinicallyRelevantDivergenciesinResistanceProfiles.［7］Front.Microbiol.11(2020)581571.IdentificationofGeneticVariantsviaBacterialRespirationGasAnalysis.［8］Commun.Biol.2(2019)340.PhylogeneticandFunctionalCharacterisationoftheH.influenzaemultidrugeffluxpumpAcrB.［9］NatureCommun.9(2018)124.MultipleEntryPathwayswithintheEffluxTransporterAcrBContributetoMultidrugRecognition.［10］NatureCommun.4(2013)2078.TheCrystalStructureofMultidrug-ResistanceRegulatorRamRwithMultipleDrugs.［11］Nature500(2013)102-106.StructuralBasisfortheInhibitionofBacterialMultidrugExporters.［12］Nature480(2011)565-569.StructuresoftheMultidrugExporterAcrBRevealaProximalMultisiteDrug-BindingPocket.［13］Mol.Microbiol.59(2006)126-141.VirulenceandDrugResistanceRolesofMultidrugEffluxSystemsofSalmonellaentericaSerovarTyphimurium.［14］Science307(2005)864.BacterialMultidrugExporters:InsightsintoAcquisitionofMDR.51TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 56 ![Page 56の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000057.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 医51Themeテーマ脂溶性生理活性物質の輸送体の同定と輸送体を標的とした創薬Discoveryofadrugthatistargetinganovellipidmediatortransporter研究分野Department生体分子制御科学BiomolecularScienceandRegulation研究者Researcher西毅T.NishiキーワードKeyword免疫抑制剤、リンパ球、輸送体、阻害剤、脂質メディエーターimmunosuppressantdrug,lymphocyte,transporter,inhibitor,lipidmediators応用分野Application研究開発段階自己免疫疾患治療、がん転移抑制、感染症治療treatmentofautoimmunediseases,suppressionoftumorcellsmetastasis,treatmentofinfection▼基礎実用化準備応用化背景脂溶性の生理活性物質（脂質メディエーター、ステロイドホルモン、ビタミン等）の細胞内外での輸送機構が様々な細胞機能に必須であることがわかってきました。概要・特徴我々は生理活性脂質であるスフィンゴシン１リン酸（S1P）をモデルとして、細胞外への放出輸送体SPNS2やMFSD2Bを同定し、これら輸送体の活性を測定する細胞系を開発しました。S1P輸送体の阻害剤はこれまでに無い新しい作用機序で副作用の少ない免疫抑制剤や抗がん剤のターゲットとして有効であると考えられます。S1Pを細胞内に蓄積する細胞を構築し、そこに輸送体を発現させることで輸送活性を測定できる系を確立しており、この系を用いて阻害剤のスクリーニングが可能です。またこの系は、新しい輸送体や異なる生理活性脂質の輸送系の探索にも応用可能です。技術内容S1Pはヒトでは免疫細胞の血管移行に中心的な役割を果たします。そのためS1P受容体は免疫抑制剤の開発の標的となり、FTY720などの薬が開発されました。しかし、受容体の多様性などから依然として副作用が存在し、S1P受容体の欠損マウスは胎生致死となります。我々はS1Pの細胞外への供給に関わる輸送体を同定し、この輸送体の欠損マウスでは他に顕著な異常を示すことなく、血液中へのリンパ球の移行のみが特異的に抑制されることを見いだしました。このことからこの輸送体の阻害剤がこれまでに無い新しい作用機序で副作用の少ない免疫抑制剤や阻害剤のターゲットになります。測定系が確立しており阻害剤の探索はすぐにでも開始できます。バイオBio社会への影響・期待される効果●副作用の少ない免疫抑制剤の実現●トランスポーターオリエンティッドな新しい作用機序を持つ創薬の実現【論文Paper】［1］Science323,524-527(2009)［2］JBiolChem.286,1758-1766(2011)［3］PLoSONE7(6):e38941(2012)［4］JLipidRes57:2088-2094(2017)［5］Sci.Rep.8(1),1-11(2018)【特許Patent】［1］特許第5373346号スフィンゴシン１－リン酸の新規トランスポーター分子療MedicalTheUniversityofOsakaSANKEN52 ## Page 57 ![Page 57の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000058.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 52テーマTheme不斉水素借用反応の開発と天然化合物の触媒的不斉合成Asymmetrichydrogenborrowingreactionandapplicationforthecatalyticasymmetricsynthesisofnaturalproducts研究分野Department総合解析センターComprehensiveAnalysisCenter研究者Researcher鈴木健之T.SuzukiキーワードKeywordイリジウム、不斉触媒、酸化反応iridium,asymmetriccatalyst,oxidation応用分野Application研究開発段階ファインケミカルズ、医薬品、農薬、香料finechemicals,medicines,agrochemicals,perfumery▼基礎実用化準備応用化背景酸化、還元は合成化学の基盤技術であり、これらに関わる新規不斉触媒反応の開発により、環境負荷の低いグリーンプロセスの構築を目指しています。概要・特徴酸化や還元プロセスに関わる新規不斉触媒反応を用いて有用天然化合物の高効率触媒的不斉合成を行います。●対称化合物の非対称化による複数のキラル中心を有する有機化合物を合成●高原子効率の化学変換による環境調和型触媒反応を実現技術内容バイオBio●不斉金属錯体の合成●不安定中間体の構造決定●光学異性体の分離、純度決定●有機化合物の構造決定●光学異性体の絶対配置決定社会への影響・期待される効果●従来にないレドックスニュートラルな不斉触媒反応の実現●有用天然化合物の高効率合成Cp*Ir錯体触媒のX線構造【論文Paper】［1］Suzuki,T.,Chem.Rev.2011,111,1825-1845.［2］Suzuki,T.,Desymmetrizationofmesodiols.InComprehensiveChirality,Yamamoto,H.;Carreira,E.M.,Eds.Elsevier2012;Vol.5,pp502-533.［3］Ismiyarto;Kishi,N.;Adachi,Y.;Jiang,R.;Doi,T.;Zhou,D.-Y.;Asano,K.;Obora,Y.;Suzuki,T.;Sasai,H.;Suzuki,T.,RSCAdv.2021,11,11606-11609.［4］Jiang,R.;Ismiyarto;Abe,T.;Zhou,D.-Y.;Asano,K.;Suzuki,T.;Sasai,H.;Suzuki,T.,J.Org.Chem.2022,87,5051-5056.53TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 58 ![Page 58の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000059.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 材53Themeテーマ医薬原料・材料開発を加速するデータ駆動型有機合成Data-DrivenSyntheticOrganicChemistryforMedicinalandMaterialApplications研究分野Department精密分子創製化学Data-DrivenOrganicSynthesis研究者Researcher滝澤忍S.TakizawaモハメドサレムM.SalemキーワードKeywordフロー・電解合成、光触媒、機械学習flowandelectrochemicalsyntheses,photocatalysis,machinelearning（ML）応用分野Application研究開発段階ファインケミカルズ、π共役系機能性材料finechemicals,π-conjugatedfunctionalmaterials▼基礎実用化準備応用化料Material背景医薬原料等のファインケミカルズ安定供給は、人類の安全と快適な生活を維持するためにも重要です。ファインケミカルズのフロー・電解・光触媒自動合成に向け、最少実験と実験計画をハイブリッドした実践的MLを基盤とする反応プロセス技術の革新を目指しています。概要・特徴反応支配因子の多くが連続パラメータであるフロー・電解・光触媒反応の高品質かつ高い再現性を有する学習データを効率的に収集することで、膨大な数の学習データを必要とするMLの常識を覆し、最少コストにて反応・材料開発を加速する実践的なデータ駆動型有機合成化学を拓きます。技術内容フロー・電解・光触媒合成法は、「分子拡散や熱移動を精密に制御でき個々の操作が実験者の技術に依存しにくくデータ精度が高い」「反応温度・基質当量・溶液の混合速度などのパラメータを容易に変更できる」「コンピュータ制御による自動化が可能であり信頼性の高いデータを集積化できる」といった特徴を有します。本合成法は機械学習との親和性が極めて高いことから、有機分子触媒によるフロードミノ反応やケチミンの電解合成にガウス過程回帰やベイズ最適化を適用したところ、10回程度の実験試行から収率の可視化や複数の反応条件最適化が可能なことを実証しました。社会への影響・期待される効果●廃棄物の削減と再資源化・低コスト化●新規反応・有機材料開発における迅速最適化【論文Paper】[1]GreenChem.2021,23,5825.[2]Acc.Chem.Res.2022,55,2949.[3]GreenChem.2024,26,375.[4]Nat.Commun.2024,15,3708.[5]ACSSustain.Chem.Eng.2024,12,12135.[6]ACSCatal.2025,15,18077.[7]Nat.Commun.2025,16,5682.TheUniversityofOsakaSANKEN54 ## Page 59 ![Page 59の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000060.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 材54Themeテーマフレキシブル有機集積回路を活用したウェアラブルデバイスの研究開発Developmentofwearabledevicesutilizingflexibleorganicintegratedcircuits研究分野Department先進薄膜機能物性AdvancedThin-FilmFunctionalProperties研究者Researcher植村隆文T.UemuraキーワードKeywordフレキシブルエレクトロニクス、有機エレクトロニクス、ウェアラブルセンサFlexibleelectronics,Organicelectronics,Wearablesensors料Material応用分野Application研究開発段階ウェアラブルデバイス、ウェアラブルバイオセンサー、IoTセンサWearabledevices,Wearablebiosensors,IoTsensors▼基礎実用化準備応用化背景フレキシブル有機エレクトロニクス技術を活用した新しい生体センシングデバイスの実用化に向けた研究開発に取組んでいます。超軽量・超薄型のフレキシブル有機電子回路技術を用いて、脳波、心電、筋電、生体代謝物計測をはじめとするバイタル・健康関連情報の常時取得が可能なウェアラブルセンサ・バイオセンサの実用化を目指しています。概要・特徴「超軽量・超薄型」というフレキシブル有機電子回路の特徴により、装着感の非常に少ない新しいウェアラブルデバイスが実現し、生体情報の常時モニタリングが可能となります。日常的・長期の生体情報の取得・解析による、未病・フレイルの早期発見と予防的治療実現のためのセンサデバイスの開発を行っています。技術内容●「超軽量・超薄型」という特徴を持つフレキシブル有機トランジスタ回路の製造技術・集積化技術を有しています。●フレキシブル有機トランジスタによる差動増幅回路の実現により、ハムノイズや生体の動きによるノイズを除去することが可能な低ノイズ心電計測技術を有しています。●有機半導体/絶縁体界面の制御により、脳波などに代表されるμVレベルの微小生体信号を増幅・検出可能なフレキシブル・低ノイズ信号増幅回路技術を有しています。●運動中の汗などの生体分泌物をリアルタイムに採取し、NaやKなどのイオン濃度を計測する技術を有しています。社会への影響・期待される効果フレキシブル有機エレクトロニクス技術は、無意識下のウェアラブル生体計測を実現するためのデバイス技術として、遠隔医療・デジタルヘルスケアで実現する持続的な社会の構築を目指した研究開発が行われています。また、生体計測だけではなく、ロボティクス、モーションセンシングに活用されるセンサシステムとして、温度、圧力、歪み、磁気など、フレキシブルなシート状のセンサシステムを貼付けるだけで様々な物理量の検出を可能とする新しい世界観の実現が期待されます。【論文Paper】[1]Adv.Electron.Mater.1-8(2023)2201279.[2]Adv.Electron.Mater.9-9(2023)2201333.[3]ACSAppl.Electron.Mater.4(2022)6308.[4]Adv.Mater.33(2021)2104446.[5]Org.Electron.96(2021)106219.[6]Nat.Commun.12(2021)2399.[7]Sci.Adv.6(2020)eaay6094.[8]ACSAppl.Mater.Interfaces11(2019)41561.[9]Nat.Electron.2(2019)351.［10］Sci.Rep.9(2019)9200.【特許Patent】［1］特許第6629887号「生体信号計測装置」55TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 60 ![Page 60の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000061.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 材55Themeテーマ地域スマートシティにむけた先進材料とセンサシステムの共創Co-creationofAdvancedMaterialsandSensorSystemstowardRegionalSmartCities研究分野Department先進材料実装AdvancedMaterialsandImplementations研究者Researcher荒木徹平T.Araki阿部岳晃T.AbeキーワードKeywordナノ・マイクロ材料、柔軟エレクトロニクス実装、センサシステムNano&MicroMaterials,FlexibleElectronicsPackaging,Sensors&Systems応用分野Application研究開発段階次世代ヘルスケア、農業IoT、建設テックNextGenerationHealthcare,AgricultureIoT,ConstructionTech▼▼基礎実用化準備応用化料Material背景最近、世界では、温室効果ガスや自然災害の増加、構造物老朽化、社会情勢の変化、少子高齢化（人材不足）などの社会課題を抱えています。それら社会課題解決に向けて、ゼロエミッション、レジリエント、アダプティブ、サーキュラーといった機能があらゆるものに希求されています。同時に、InternetofThings（IoT）等の技術を活用し、持続可能な社会を創出するためのスマートシティ事業が国内外で始まりつつある状況です。概要・特徴地域住民が安全・安心に暮らせる持続可能なまちづくりへの貢献を目指し、地域社会に潜む課題を解決するための先進材料や電子デバイスの基礎研究から、IoTなどを活用した“さりげなく見守るセンサシステム”を創出するための応用研究まで行っています。センサシステムは「信頼される人とデジタルのインターフェース」として機能し、地域を支える人・ファシリティ・自然を対象としたヘルスケアを実現します。研究推進時には、あらゆるステークホルダーと連携して、地域スマートシティへのテクノロジーの実装や、新たな価値づくりをゼロから共創することも試みています。技術内容人･ファシリティ･自然などとデジタル空間の翻訳機となるシート型センサは、柔軟性や透明性が高いため、対象物表面に貼りついた状態で「違和感・装着感なく、対象物を傷つけることなく」内部の特徴量を抽出できます。社会への影響・期待される効果シート型センサは、微小な電気信号処理を検出できるため、人、農作物、インフラ構造物などにおける異常の早期検知が可能となります。また、自然な状態での計測を行って得た結果をクラウドで共有することにより、リアルタイムでの状況判断や行動につなげるような効率化も達成できます。【論文Paper】[1]AdvancedMaterials,EarlyView(2024)2309864[2]AdvancedMaterials,EarlyView(2023)2304048[3]AdvancedScience,10(2022)2204746[4]AdvancedMaterialsTechnologies,7(2022)2200362【特許Patent】[1]特許第6889941号生体信号計測装置[2]特許第6865427号電極シート及びその製造方法[3]特許第6832535号電極シートTheUniversityofOsakaSANKEN56 ## Page 61 ![Page 61の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000062.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 バ56Themeテーマ全ての細菌とより良い共存・共生関係を構築するための新規手法の開発Developmentofnewmethodsforbettercoexistenceandsymbioticrelationshipswithallbacteria研究分野Department生体分子応用科学BiomolecularScienceandApplication研究者Researcher山崎聖司S.YamasakiキーワードKeyword細菌共存学、薬剤耐性菌、腸内細菌、健康管理BacterialCoexistenceScience,AntibioticResistantBacteria,GutBacteria,HealthManagement応用分野Application細菌排出ポンプ阻害剤、細菌検出ナノデバイス、スマートヘルスケアBacterialeffluxpumpinhibitors,BacteriaDetectionNanodevices,SmartHealthcare▼▼基礎実用化準備応用化背景イ近年、薬剤耐性菌および腸内細菌に関する世間の注目度は非常に高まっています。さらに、抗生物質使用による腸内フローラの乱れの問題や、腸内フローラによる病原菌感染防御機構の存在等、両者は密接に関わっていることが明らかになりつつあります。概要・特徴本研究分野では、ヒトに害を為す細菌・有用な細菌を含めた、全ての細菌とうまく「お互い攻撃し合うことなく共に生存していく（共存）」「共に助け合って生きていく（共生）」ために、常に両者を考慮しながら研究を進める新たな学問「細菌共存学」の開拓と発展に取り組んでいます。技術内容オBio研究開発段階医●薬剤耐性に関わる細菌排出ポンプの機能解析技術を用いて、抗生物質との併用を想定した排出ポンプ阻害剤の開発を進めています。●病原性に関わる細菌排出ポンプを見出し、もはや抗生物質が不要となる全く新たな治療法の創出を目指しています。●大型の異分野融合・産官学連携研究の経験を活かして、腸内フローラ含む健康管理および改善手法の開発を進めています。社会への影響・期待される効果細菌関連の社会課題解決にとどまらず、生物に関する幅広い知識を有する薬学系の研究分野として、異分野融合型の研究を積極的に牽引・推進し、早期の社会実装を見据えた応用開発を速やかに進めていくことで、人々の健康維持・安心安全な社会の構築に大きく貢献していきます。療Medical【論文Paper】［1］Biol.Pharm.Bull.48(2025)230-233.PointmutationanalysisofthedrugeffluxpumpMexBinclinicalisolatesofPseudomonasaeruginosa.［2］Proc.Jpn.Acad.Ser.BPhys.Biol.Sci.100(2024)57-67.ChangesintheexpressionofmexB,mexY,andoprDinclinicalPseudomonasaeruginosaisolates.［3］Front.Microbiol.14(2023)954304.InvestigatingmultidrugeffluxpumpsassociatedwithfattyacidsaltresistanceinEscherichiacoli.［4］Antimicrob.AgentsChemother.66(2022)e00672-22.SpatialCharacteristicsoftheEffluxPumpMexBDetermineInhibitorBinding.［5］Front.Microbiol.11(2020)581571.IdentificationofGeneticVariantsviaBacterialRespirationGasAnalysis.［6］NatureCommun.9(2018)124.MultipleEntryPathwayswithintheEffluxTransporterAcrBContributetoMultidrugRecognition.［7］Nature500(2013)102-106.StructuralBasisfortheInhibitionofBacterialMultidrugExporters.［8］Nature480(2011)565-569.StructuresoftheMultidrugExporterAcrBRevealaProximalMultisiteDrug-BindingPocket.57TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 62 ![Page 62の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000063.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 材57Themeテーマ金属有機構造体による環境課題解決とシリコン/黒鉛シート複合体を用いたリチウムイオン電池の創製MetalorganicframeworksforenvironmentalremediationandfabricationofSi/graphitesheetanodesinLiionbatteries研究分野Department環境・エネルギーナノ応用Metalorganicmaterialscience研究者Researcher松本健俊T.MatsumotoキーワードKeyword金属有機構造体、吸着、分解、放出、リチウムイオン電池、シリコン切粉、黒鉛シートmetalorganicframework,adsorption,decomposition,release,Liionbattery,Siswarf,graphitesheet応用分野Application研究開発段階土壌改善、農業、緩効性施肥、金属有機構造体被膜、エネルギー貯蔵、電動移動体soilimprovement,agriculture,controlled-releasefertilizer,metalorganicframeworklayer,energystorage,electricvehicle▼基礎実用化準備応用化料Material背景有機フッ素化合物や農薬、産業廃棄物、過剰な施肥等による環境問題が、世界的に報道されています。低濃度でも健康被害や生態系破壊につながる可能性も指摘されています。リチウムイオン電池の高容量負極の材料として、シリコンが研究されています。充放電時の体積変化により、破壊されやすい欠点もあります。概要・特徴土壌中の化学物質の選択的除去・分解と、緩効性施肥が可能な金属有機構造体を探索します。シリコン切粉/極薄黒鉛シート複合体負極により、リチウムイオン電池の充放電特性が向上しました。技術内容●金属有機構造体の安定性、吸着挙動や化合物の選択性を評価し、反応メカニズムを解明します。●金属有機構造体からの化合物の放出速度の制御法を研究します。●金属有機構造体の吸着化学物質の分解方法を探索します。●フレーク状のシリコン切粉と極薄黒鉛シートを溶媒中で分散、ろ過し、複合体を作製します。●シリコン/極薄黒鉛シート複合体負極を十分に充電し、放電容量を制限することで、サイクル寿命が向上します。●厚いシリコン負極を用い、高容量・高電流密度での充放電と、電池の軽量・低コスト化が可能です。社会への影響・期待される効果金属有機構造体の利用について、水資源や農業分野での報告例が少なく、今後、食料・環境問題を解決するために、より多くの研究成果が必要です。これらの分野において、安心・安全な生活環境の実現が期待されています。簡便な化学物質の検出技術の研究・開発も加速しています。シリコン切粉は、世界で年間約10万トンも発生する廃材として扱われましたが、ワイヤーソーの砥粒固定法や冷媒が改良され、水洗のみで利用可能です。極薄黒鉛シートは、膨張化黒鉛や黒鉛シートの副産物を分散し、室温でシリコンと複合化でき、循環型経済に寄与します。有機構造体被膜のシリコン負極への効果も検証します。【論文Paper】[1]ACSAppl.Mater.Interfaces14(2022)16983.(DOI:10.1021/acsami.2c00615)[2]J.Electrochem.Soc.168(2021)020521-1-14.(DOI:10.1149/1945-7111/abdd7e)[3]J.AlloysCompd.720(2017)529-540.(DOI:10.1016/j.jallcom.2017.05.228)[4]J.Electrochem.Soc.164(2017)A995-A1001.(DOI:10.1149/2.0361706jes)[5]Sci.Rep.7(2017)42734-1-10.(DOI:10.1038/srep42734)【特許Patent】[1]特許第7489087号.TheUniversityofOsakaSANKEN58 ## Page 63 ![Page 63の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000064.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 58テーマ研究開発段階情Theme超高速生体高分子解析のためのAI駆動型量子シーケンシングAI-PoweredQuantumSequencingforUltra-FastBiomoleculeAnalysis研究分野Department生体分子AIセンシング応用AppliedResearchofAI-DrivenBiomolecularSensing研究者Researcher大城敬人T.OhshiroキーワードKeyword機能性ナノ構造デバイス、1分子センシング，深層学習による分子パターン認識FunctionalNanostructuredDevices,Single-MoleculeSensing,DeepLearning-BasedMolecularPatternRecognition応用分野Application診断・医療デバイス、宇宙・極地探査、食品・環境モニタリングMedicalDiagnostics&Healthcare,Space&ExtremeEnvironmentExploration,FoodSafety&EnvironmentalMonitoring▼基礎実用化準備応用化背景1分子レベルのセンシング技術とAIによるデータ解析の融合が、医療診断や環境モニタリングなどの分野でナノスケールの機能性構造を活用が進みつつある．特に量子センシング技術と深層学習による分子パターン認識の組み合わせは生体分子の高感度検出とリアルタイム解析を実現すると期待されている。概要・特徴機能性ナノ構造（ナノギャップ）デバイスを用いた1分子センシングと深層学習による分子パターン認識を組み合わせることで、医療診断や極限環境探査などの幅広い応用が可能。技術内容報InformationバイオBio●ナノギャップ構造を有する機能性ナノデバイスを開発し、1分子レベルでの生体分子検出を可能にした。●深層学習アルゴリズムを組み込むことで、分子パターンを高精度に識別し、超微弱シグナルのリアルタイム解析を実現した。●ナノスケール電極間で取得した分子シグナルをAI解析に適した形式に変換し、高速かつ高感度なセンシングを可能にした。●医療診断、宇宙・極地探査、食品・環境モニタリングへの応用を視野に入れた、汎用性の高い分子センシングプラットフォームの構築に成功した。社会への影響・期待される効果ナノギャップによる生体分子計測計測原理図デバイスナノ構造のSEM像2024年に発表した生体分子シークエンサー（プロトタイプ機）本技術により、がんや感染症の超早期診断が可能となり、個別化医療の発展や医療負担の軽減に貢献すると期待される。また、宇宙・極地探査や環境モニタリングなどの分野でも、極限環境下での生体分子検出や有害物質のリアルタイム解析が実現し、持続可能な社会の構築に寄与する。現在、JSTKProgramで実用化に向けた研究開発を進めている。【論文Paper】［1］Nat.Nanotech.(2014),9,835-840[2］Sci.Rep.,(2020),10,11244[3］Sci.Rep.(2021),11,19304[4］Sci.Rep,(2022),12,6945【特許Patent】［1］特許登録（国際）特許番号08124417［2］特許登録（国際）特許番号633411859TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 64 ![Page 64の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000065.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 解59Themeテーマ非線形解析とAIによるメンタルリスク予測モデルの構築DevelopmentofaMentalRiskPredictionModelUsingNonlinearAnalysisandAI研究分野Department物質バイオミメティクスMaterial-basedBiomimetics研究者Researcher神吉輝夫T.Kanki小山嘉晃Y.Oyama下江美英M.ShimoeキーワードKeyword非線形解析、心拍変動解析、AIによるメンタルリスク予測NonlinearAnalysis,HRVAnalysis,AI-basedMentalRiskPrediction応用分野Application研究開発段階個別化メンタルヘルスケア、育児支援と発達モニタリング、職場・教育現場でのストレス管理PersonalizedMentalHealthcare,ParentingSupportandDevelopmentalMonitoring,WorkplaceandEducationalStressManagement▼基礎実用化準備応用化背景現代社会では、ストレスや精神的負担の増加により、メンタルヘルス問題が深刻化している。特に、子どもの発達や教育現場におけるストレス管理は重要な課題である。本研究テーマでは、非線形解析とAIを活用し個別最適なメンタルリスク予測モデルの実現を目指します。概要・特徴ノイズの少ない独自の心電計測技術と非線形解析・AIを統合し、個別最適なメンタルリスク予測モデルを構築することで、精度の高いメンタルヘルスケアを実現します。技術内容析Analysis●ノイズの少ない独自の心電計開発入浴時や日常生活において高精度な心拍計測技術を開発し、従来の測定手法と比べてノイズの影響を低減。●心拍変動（HRV・RRI）の非線形解析カオス理論やフラクタル解析を用いて、従来の統計的手法では捉えにくい生理的変動の特徴を抽出し、個人ごとのメンタルリスク評価を高精度化。●AIを活用した時系列データ解析と予測モデルの構築機械学習・深層学習を活用し、心拍変動データから個別最適化されたメンタルリスク予測モデルを開発し、動的な変化をリアルタイムで評価可能とします。●生理的同期の評価と個人最適化メンタルケアの設計心拍リズムの同期性を解析し、母子関係や集団内のストレス要因を定量評価。教育・育児・職場環境での適切な介入手法の設計に応用。社会への影響・期待される効果本研究の遂行によって、個別最適化されたメンタルリスク予測が可能となり、メンタルヘルスケアの精度が飛躍的に向上します。特に、発達段階にある子どもの心理状態を科学的に評価できるため、育児や教育現場での適切な支援が可能となります。また、職場や社会福祉分野でのストレス管理にも応用でき、予防的介入による精神疾患の低減が期待されます。さらに、個々の生理的特性に基づいたパーソナライズドヘルスケアの実現に貢献し、より健康で持続可能な社会の構築につながります。【論文Paper】［1］特願2021-081120（日本）［2］特許第7628309号（日本）（登録日：2025年1月31日）［3］特許第6644279号（日本）（登録日：2020年1月10日）［4］特許1639309.8（欧州）（登録日：2021年3月30日）TheUniversityofOsakaSANKEN60 ## Page 65 ![Page 65の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000066.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 材60テーマTheme先端高密度3D実装材料・プロセス・信頼性評価技術開発Developmentof3DSystemintegrationtechnology研究者Researcher菅沼克昭K.Suganuma山中公博K.Yamanaka陳伝彤C.Chen大塚恵子K.Otsuka研究分野Departmentフレキシブル3D実装協働研究所Flexible3DSystemintegrationLaboratory西嶋雅彦M.Nishijima李相民S.Lee末武愛士A.Suetake中桐卓也T.Nakagiri謝明君M.-C.Hsieh吉田浩芳Y.YoshidaキーワードKeywordエレクトロニクス実装、パワーエレクトロニクス、接合・接着、フレキシブル、放熱、高密度実装electronicspackaging,powerelectronics,interconnection,thermalmanagement料Material応用分野Application研究開発段階パワーエレクトロニクス、先端半導体、高密度実装powerelectronics,flexibledevices,advancedsemiconductor,3Dinterconnection▼基礎実用化準備応用化背景先端半導体は、自動運転を実現する車載半導体からロボット、宇宙・航空、医療へと展開します。そのエッジAIからデータセンターまでを支えるパッケージ技術は、日本の高度な材料・製造技術と信頼性技術を必要としています。F3D（フレキシブル3D実装協働研究所）では、WBGパワー半導体、エッジAI半導体などの開発に於いて、先端3D高密度実装の開発をオープンなプラットフォームを形成し推進しています。概要・特徴金属焼結接合を新たに提案し、WBGパワーと先端半導体実装で世界の物造りの流れを導いている。また、モールドも欠かせない技術である。それぞれに学術的基礎を示すことで、世界を納得させる信頼性の高い技術実現を目指しています。技術内容●WBGパワーエレクトロニクス実装に幅広く取り組み、世界初の無加圧銀焼結接合の提案、DBA基板、ヒートシンクとの大面積接合開発などを提案しています。●先端電子機器で大きな課題となる熱問題を解決するため、新材料と計測技術を開発提案し、デジュール、デファクトとして国際標準化を目指しています。●3D高密度実装で大きな課題となっているマイクロビアの「隠れた脅威」現象の解明から、「Mooreの法則」の限界を超えるため、ポ／AI実現に必須の先端半導体高密度実装技術を開発しています。●接接合の基礎科学から樹脂/金属接着技術と劣化分析技術の再開発を目指し、産業界で必要な要素技術の基礎を提供していきます。社会への影響・期待される効果生成AIが展開するDX、更には自動運転電気自動車が拡大する世界で、日本が得意とする摺り合わせの物造り基礎を証明・構築し、「絶対に壊れない」機器を製造するためのノウハウを蓄積することで、日本の物造り産業の糧とする。但し、決して過剰品質を日本製品の特徴とするのではなく、IECやISOで開発技術・基準を国際標準化することで、国際ビジネスの基本的な流れを導きます。【論文Paper・著書Book】［1］IEEETrans.PowerElectronics,41[3](2025),3099.［2］IEEETransactionsonPowerElectronics39[9](2024),10638.［3］CompositesPartB:Engineering,254,(2023)110562.［4］JournalofMaterialsResearchandTechnology26,,(2023)1079-1093.［5］SiC/GaNパワー半導体の実装と信頼性評価技術、日刊工業新聞社(2014.12).［6］WideBandgapPowerSemiconductorPackaging-1stEdition,Elsevier(2014)【特許Patent】［1］USPatentApp.17/595,826,2022［2］特願2016-213000「接合構造体の製造方法」61TheUniversityofOsakaSANKEN ## Page 66 ![Page 66の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000067.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 情61ThemeテーマKOBELCO未来協働研究所KOBELCOFuturePioneeringCo-CreationResearchCenter報Information研究分野Departmentものづくりなど現場の革新Innovationinmanufacturingandotheron-siteoperations研究者Researcher鷲尾隆T.Washio加藤淳J.Kato駒谷和範K.Komatani伊原涼平R.Ihara友近信行N.Tomochika三大寺悠介Y.SandaijiキーワードKeyword新規事業創出、人とシステムの共進化、アプリケーションビジネス、デジタルトランスフォーメーションNewbusinesscreation,Co-evolutionofpeopleandsystems,Applicationbusiness,DX応用分野Application研究開発段階機械部品加工、切削加工、成形加工、技能継承、人材育成、ソリューションビジネスMachinepartsprocessing,cuttingprocess,formingprocess,skilltransfer,humanresourcedevelopment,solutionbusiness▼基礎実用化準備応用化背景日本のものづくり産業は、少子高齢化に伴う労働力不足、脱炭素化、AIなど情報技術/インフラの進展・普及に伴う事業モデルやサプライチェーン変革など、産業構造そのものが揺らぐ大きな変化に直面しています。こうした中、構造変化への対応や次なる成長に向けては、ものづくりやその周辺サービスを支えてこられた中堅・中小企業を含めて変革を進めることが重要です。KOBELCO未来協働研究所は、①KOBELCOの多様な事業で培われた現場理解力と社会実装力、②中立性を持つ大学ならではの繋がりやすさと先端科学力、③アジャイルな事業開発ノウハウの蓄積により、人とデジタル技術とが共存＆進化するソリューションを産学連携で創造し、新規事業として広く社会に実装することを目指して2022年10月に設立しました。概要・特徴●ビジョン：人がシステムと共に成長しながら、創造性豊かにイキイキと活躍できる“ものづくりとサービスの世界”の実現●社会課題を起点とした新規事業開発、大学・企業・社会をつなぐインタフェース機能、情報技術/インフラやデータを活用したデジタルソリューション事業の創出を通じて、単なる技術研究所ではなく「社会共創プラットフォーム」として進化していきます。技術内容●各種シミュレーション技術と機械学習技術の融合●ものづくりやそれを支える社会インフラ/サービスの成長と進化を導く技術開発およびアプリやビジネスモデルの設計技術社会への影響・期待される効果●日本のものづくりやその周辺インフラ/サービスの持続的成長のために、社会実装可能なソリューションを具現化し、新たな価値と新事業を生み出すことで、社会の生産性を向上します。●活動を通して得た新たな課題や収益を還元することで、社会も大学も企業も継続的に発展するエコシステムの構築を図ります。【学会発表】人工知能学会第39回全国大会優秀賞ポスター発表部門大岸、西村、加茂、岡田、福井、伊原「プレス成形シミュレーションを対象とした形状予測サロゲートモデル」TheUniversityofOsakaSANKEN62 ## Page 67 ![Page 67の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000068.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 材料技術デバイス技術システム技術材料技術材料技術プロセス技術システム技術システム技術デバイス技術システム技術システム技術プロセス技術システム技術●量子コンピュータ（最適化）●量子暗号通信●量子ビーム解析●量子中継器●マルチモーダル対話ロボ●パターン認識/人物認証（画像解析）●音声認識/人物対話●映像からの人流推定●国際標準化（実装技術）●におい計測デバイス●量子コンピュータ（最適化）●量子暗号通信●量子ビーム解析●量子中継器●マルチモーダル対話ロボ●パターン認識/人物認証（画像解析）●音声認識/人物対話●映像からの人流推定●国際標準化（実装技術）●におい計測デバイス●●●●●●●●●●●3次元ナノ構造●CNF●環境触媒●EUVフォトレジスト●宇宙用センシング材料●磁気冷凍●磁壁メモリ材料●低次元構造酸化物●自己修復材料（セラミックス/ナノAg/ポリマー）●メタマテリアル●シリコン製剤●触媒（AI材料開発）●核酸標的創薬●植物照明●固体表面/構造制御●3次元ナノ構造●CNF●環境触媒●EUVフォトレジスト●宇宙用センシング材料●磁気冷凍●磁壁メモリ材料●低次元構造酸化物●自己修復材料（セラミックス/ナノAg/ポリマー）●メタマテリアル●シリコン製剤●触媒（AI材料開発）●核酸標的創薬●植物照明●固体表面/構造制御●●●●●●●●●●●●●●●●MI●AI●薄膜新プロセス●量子ビーム材料改質●量子ビーム材料開発●薄膜機能のバルク発現●超微小信号計測●医薬・有機物省エネ製造●AI活用スマート工場●MI●AI●薄膜新プロセス●量子ビーム材料改質●量子ビーム材料開発●薄膜機能のバルク発現●超微小信号計測●医薬・有機物省エネ製造●AI活用スマート工場●●●●●●●●●●音声間深層転移学習●量子技術●Mott-FET●DNAメモリ●相変化Tr●スピン・マグネト新センサ●新型ジャイロ●プリンテッドデバイス/IoT●超高解像度電子顕微鏡分析●トランススケール細胞イメージング●音声間深層転移学習●量子技術●Mott-FET●DNAメモリ●相変化Tr●スピン・マグネト新センサ●新型ジャイロ●プリンテッドデバイス/IoT●超高解像度電子顕微鏡分析●トランススケール細胞イメージング●●●●●●●●●●●MI/AIによる省エネ材料開発●省エネ薄膜合成プロセス●レーザー表面改質●AI自動運転による省エネ化●MI/AIによる省エネ材料開発●省エネ薄膜合成プロセス●レーザー表面改質●AI自動運転による省エネ化●●●●●省エネ量子コンピュータ●光/動き解析による省エネ化●省エネ量子コンピュータ●光/動き解析による省エネ化●●●AI教育●ペーパーディスプレイ●音声対話先生ロボット●マルチモーダルプレゼン支援●AI教育●ペーパーディスプレイ●音声対話先生ロボット●マルチモーダルプレゼン支援●●●●●ナノポア環境汚染検査●微小信号測定値保障●故障予知センシング●酵素水ナノミストの農作物リサイクル●衣料品ジャストフィットセンサ●産業IoT適用リアルタイムAI●ナノポア環境汚染検査●微小信号測定値保障●故障予知センシング●酵素水ナノミストの農作物リサイクル●衣料品ジャストフィットセンサ●産業IoT適用リアルタイムAI●●●●●●●環境触媒●MIレアメタル削減●AI新材料創出●レアメタルフリースピントロ/磁気冷凍●低次元酸化物環境浄化●CNF使い捨てセンサ●CNFサスティナブル材料●自己修復セラミックス/ナノAg/ポリマー●Si製剤（副作用無し）●リサイクルSAM膜●触媒リサイクル●薬剤耐性（細胞コンタミ防止）●CNF複合材料●レーザー改質材料●自己修復ポリマー●MI化学合成プロセス最適化●石油系材料分解技術●環境触媒●MIレアメタル削減●AI新材料創出●レアメタルフリースピントロ/磁気冷凍●低次元酸化物環境浄化●CNF使い捨てセンサ●CNFサスティナブル材料●自己修復セラミックス/ナノAg/ポリマー●Si製剤（副作用無し）●リサイクルSAM膜●触媒リサイクル●薬剤耐性（細胞コンタミ防止）●CNF複合材料●レーザー改質材料●自己修復ポリマー●MI化学合成プロセス最適化●石油系材料分解技術●●●●●●●●●●●●●●●●●●インフラ用センサ（フレキシブル）●インフラ用センサ（スピントロ）●土砂崩れセンサ（スピントロ）●衣料品ジャストフィットセンサ●5Gインダクタ●CNF透明窓●非破壊モニタリング磁気センサ●ワイヤレス通信デバイス●Beyond5G向けデバイス●インフラ用センサ（フレキシブル）●インフラ用センサ（スピントロ）●土砂崩れセンサ（スピントロ）●衣料品ジャストフィットセンサ●5Gインダクタ●CNF透明窓●非破壊モニタリング磁気センサ●ワイヤレス通信デバイス●Beyond5G向けデバイス●●●●●●●●●●建造物内鉄筋計測●ウイルスクラスタ発見（ナノポア、Grセンサ等）●磁気冷凍式空調●交通渋滞解析●量子センサネットワーク●動解析認知症発見●歩行解析高齢者検出●人物解析高齢者見守り●リアルタイムAI＋エッジAI●発電ガラス技術●透明太陽電池●建造物内鉄筋計測●ウイルスクラスタ発見（ナノポア、Grセンサ等）●磁気冷凍式空調●交通渋滞解析●量子センサネットワーク●動解析認知症発見●歩行解析高齢者検出●人物解析高齢者見守り●リアルタイムAI＋エッジAI●発電ガラス技術●透明太陽電池●●●●●●●●●●●●歩容解析による乳牛疾病検出●食品鮮度可視化●光合成量推定●食物疾病検出●歩容解析による乳牛疾病検出●食品鮮度可視化●光合成量推定●食物疾病検出●●●●●機能性酵素食品●1細胞育種●ゲノム編集●Si製剤による畜産●Si製剤動物愛護●機能性酵素食品●1細胞育種●ゲノム編集●Si製剤による畜産●Si製剤動物愛護●●●●●●フードロス改善●食物鮮度保持●1分子計測種の保存●CNF利活用●植物成長推定●植物疫病検出●発電/農業の両立●フードロス改善●食物鮮度保持●1分子計測種の保存●CNF利活用●植物成長推定●植物疫病検出●発電/農業の両立●●●●●●●TheUniversityofOsakaSANKEN63産研研究分野全体のSDGsマップ ## Page 68 ![Page 68の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000069.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 医用デバイス技術介護/介助医用材料技術材料技術診断技術材料技術材料技術システム技術医療機器技術システム技術デバイス技術デバイス技術●Ft秒反応解析半導体省エネ●ナノ立体構造機能増幅●ナノ固体触媒省エネ化学品製造●ナノ熱電材料/電池材料●省エネスピントロニクス●MIによる省エネ材料開発●無電源メカニカルレジスタ●磁気冷凍（フロン削減）●相変化省エネTr●高効率Si太陽電池●CNF使い捨てセンサ●Mott-FET●フレキシブルセンサ●振動発電●環境発電デバイス●新奇CPLデバイス●パワーデバイス●波長選択型太陽電池●Ft秒反応解析半導体省エネ●ナノ立体構造機能増幅●ナノ固体触媒省エネ化学品製造●ナノ熱電材料/電池材料●省エネスピントロニクス●MIによる省エネ材料開発●無電源メカニカルレジスタ●磁気冷凍（フロン削減）●相変化省エネTr●高効率Si太陽電池●CNF使い捨てセンサ●Mott-FET●フレキシブルセンサ●振動発電●環境発電デバイス●新奇CPLデバイス●パワーデバイス●波長選択型太陽電池●●●●●●●●●●●●●●●●●●●ナノ固体触媒省エネ化学品製造●ナノ熱電材料/電池材料●省エネ創薬プロセス用触媒●波長選択型有機半導体分子設計●低次元酸化物太陽電池/電極材料●Siによる体内水素発生●高安全性水系Liイオン蓄電池●Liイオン電池電極用Si●新型水系キャパシタ●発光植物●磁気冷凍●ナノ固体触媒省エネ化学品製造●ナノ熱電材料/電池材料●省エネ創薬プロセス用触媒●波長選択型有機半導体分子設計●低次元酸化物太陽電池/電極材料●Siによる体内水素発生●高安全性水系Liイオン蓄電池●Liイオン電池電極用Si●新型水系キャパシタ●発光植物●磁気冷凍●●●●●●●●●●●●低次元酸化物CO2吸収●CNF新材料●水濡れに強いデバイス用CNF膜●化石資源代替のCNF●夜間発光植物CO2吸収●低次元酸化物CO2吸収●CNF新材料●水濡れに強いデバイス用CNF膜●化石資源代替のCNF●夜間発光植物CO2吸収●●●●●●Approx.コンピュータ●量子コンピュータ災害予測●量子インターネット技術●Approx.コンピュータ●量子コンピュータ災害予測●量子インターネット技術●●●●ナノポア分離膜●重金属吸着低次元酸化物●抗菌セラミックス●CNFフィルター●有用微生物単離●PFAS吸着・除去技術●ナノポア分離膜●重金属吸着低次元酸化物●抗菌セラミックス●CNFフィルター●有用微生物単離●PFAS吸着・除去技術●●●●●●●重金属センサ●大腸菌センサ●電気化学センサ●細菌検出●水硬度センサ●重金属センサ●大腸菌センサ●電気化学センサ●細菌検出●水硬度センサ●●●●●●スマートトイレ（腸内フローラ計測）●スマートトイレ（腸内フローラ計測）●●ナノミスト食品腐敗防止●ヘルスケア●感染症予防●呼気センサ●農業IoTバイオセンサ●太陽電池僻地電源供給●脳波センサ、電気化学センサ●ナノミスト食品腐敗防止●ヘルスケア●感染症予防●呼気センサ●農業IoTバイオセンサ●太陽電池僻地電源供給●脳波センサ、電気化学センサ●●●●●●●●フェムト秒放射線（治療）●超高速イメージング●超小型加速器●ヘアピンプライマーPCR●ナノポアウイルス検出器●医療AI応用機器●医療機器・デバイス高信頼性実装●AI活用医療診断●フェムト秒放射線（治療）●超高速イメージング●超小型加速器●ヘアピンプライマーPCR●ナノポアウイルス検出器●医療AI応用機器●医療機器・デバイス高信頼性実装●AI活用医療診断●●●●●●●●●AI自動作曲●Ft秒反応の自動・遠隔検出●MI活用研究効率化●Si製剤で健康に働く●量子活用金融、商取引●自動音声応答●動線解析による仕事効率化●歩容解析による疲労度判定●筋電計測によるストレス定量化●脳波センサ体調管理●機能性酵素食品●腸内フローラで健康維持●生体イメージング健康管理●AI自動作曲●Ft秒反応の自動・遠隔検出●MI活用研究効率化●Si製剤で健康に働く●量子活用金融、商取引●自動音声応答●動線解析による仕事効率化●歩容解析による疲労度判定●筋電計測によるストレス定量化●脳波センサ体調管理●機能性酵素食品●腸内フローラで健康維持●生体イメージング健康管理●●●●●●●●●●●●●●老化・健康の可視化●歩容解析（認知症診断）●動き解析（認知度推定）●容体解析（体調診断）●画像解析（異常検出）●感染症AI診断●腸内フローラ計測・改善●発光タンパクによる診断●イメージング診断・検査●老化・健康の可視化●歩容解析（認知症診断）●動き解析（認知度推定）●容体解析（体調診断）●画像解析（異常検出）●感染症AI診断●腸内フローラ計測・改善●発光タンパクによる診断●イメージング診断・検査●●●●●●●●●●磁気冷凍冷えピタ●1分子シーケンサ●ナノポアセンサ●圧電ヘルスセンサ●薄膜呼気センサ●量子センサネットワーク●ウエアラブルスピンメカセンサ●グラフェンバイオセンサ●脳波センサ●心電センサ●筋電センサ●バイオセンサ●匂い・香りセンサ●ペプチドバイオセンサ●発光タンパク生理機能センサ●多剤耐性菌検出キット●磁気冷凍冷えピタ●1分子シーケンサ●ナノポアセンサ●圧電ヘルスセンサ●薄膜呼気センサ●量子センサネットワーク●ウエアラブルスピンメカセンサ●グラフェンバイオセンサ●脳波センサ●心電センサ●筋電センサ●バイオセンサ●匂い・香りセンサ●ペプチドバイオセンサ●発光タンパク生理機能センサ●多剤耐性菌検出キット●●●●●●●●●●●●●●●●●MI材料開発●抗菌・抗ウイルスセラミック●シリコン製剤●CNF細胞培養基材●CNFバイオリアクタ材料●レーザー改質・量子ビーム創薬●量子化学計算創薬●創薬用触媒●バイオナノDDS●次世代抗菌薬●核酸標的創薬●多剤耐性病原菌による感染症未然防止●MI材料開発●抗菌・抗ウイルスセラミック●シリコン製剤●CNF細胞培養基材●CNFバイオリアクタ材料●レーザー改質・量子ビーム創薬●量子化学計算創薬●創薬用触媒●バイオナノDDS●次世代抗菌薬●核酸標的創薬●多剤耐性病原菌による感染症未然防止●●●●●●●●●●●●●音声対話介護ロボ●音による見守り●表情読み取り●認知症予防センサ●フレイル予防ソリューション●音声対話介護ロボ●音による見守り●表情読み取り●認知症予防センサ●フレイル予防ソリューション●●●●●●1分子検出テロ防止センサ●太陽電池非常電源●レーザ短波長光源●不審者検出（音、動き、歩容解析）●Gr.危険物センサ●バイオナノ粒子センサ●1分子検出テロ防止センサ●太陽電池非常電源●レーザ短波長光源●不審者検出（音、動き、歩容解析）●Gr.危険物センサ●バイオナノ粒子センサ●●●●●●●土に還るCNFデバイス●防災IoTデバイス●土に還るCNFデバイス●防災IoTデバイス●●●グラフェンバイオセンサー●香り・においセンサー●グラフェンバイオセンサー●香り・においセンサー●●TheUniversityofOsakaSANKEN64 ## Page 69 ![Page 69の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000070.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 あRNAアモルファスい1分子技術1分子センシングイベント予測異方性イリジウム因果AIうウイルスウェアラブルセンサえAIエージェントAI導入エピジェネティクスエレクトロニクス実装お音源定位オンサイト検査オペランド分光法か環境制御型透過電子顕微鏡がん診断走査透過型電子顕微鏡き機械学習機能性酸化物嗅覚受容体アンタゴニスト金属ナノ構造グリーンケミストリーグリーンエレクトロニクスけ軽水炉水化学建材一体可型太陽電池こ抗がん剤さ細菌感染症サイバーフィジカルシステム(CPS)酸化物半導体し時系列テンソル時系列予測脂質メディエーター磁性自由電子レーザーシンクロトロン放射深層学習心拍変動解析グリーンケミストリーグリーンエレクトロニクスけ軽水炉水化学こ抗がん剤さ細菌感染症サイバーフィジカルシステム(CPS)酸化物半導体3次元ナノ構造し時系列テンソル時系列予測脂質メディエーター56磁性自由電子レーザーシンクロトロン放射深層学習心拍変動解析すスピロ型キラル配位子スピントロニクススピンカイラリティスマートフォン（モバイルデバイス）せ生物発光赤外光エネルギー変換セラミックスセルロースナノファイバーそ走査透過型電子顕微鏡創薬阻害剤た第一原理計算対話システム対話ロボット多剤耐性菌ち知識グラフチャットボット超臨界状態て低分子デジタルトランスフォーメーション電子スピン電解液と統計的因果推論統計的因果探索トランスポーターなナノチューブナノギャップナノシートナノテンプレートナノポアナノ粒子に匂いの数値化二酸化バナジウム二次元高分子二次電池ね燃料電池はバイオミメティクス波長選択型有機太陽電池半導体光・電子機能材料ひ非線形モデルビーム創薬ビッグデータふフェムト秒光パルス・電子ビームフェムト秒電子線パルスプリンテッドエレクトロニクスほ放射線化学まマイクロRNAゆ有機半導体材料りリアルタイム処理量子インターフェース量子ビームれレーザーピーニングレジスト索引・キーワードTheUniversityofOsakaSANKEN65478425982053541555,6624961243223442321017,1845342423,2438274951131875521140322,59602221,223850519201665521140322,59602911,12144343,442719,2023,24334749,51911,246,51113847,57621321,2256521741171641414517292122602511.12,27,55,56,6129,303,4,5,6393,4,5,6,7,835,363611,55,56384225,26715,1637,38,39,404037 ## Page 70 ![Page 70の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000071.jpg) 【ページ内のテキスト情報】 2Dmaterial3DnanostructuresAI-basedMentalRiskPredictionamorphousanisotropyAntibioticResistantBacteriaApplicationbusinessautomaticminingBacterialCoexistenceSciencebioluminescentproteinCagingcancerdiagnosisCarbonneutralCellsortingcellulosenanofiberceramicsCo-evolutionofpeopleandsystemsCyber-physicalsystemDataScienceDeepLearning-BasedMolecularPatternRecognitiondeepneuralnetworkdialoguerobotDNAdrugdevelopmentElectrochemistryelectrolyteelectrondiffractionElectronenergy-lossspectroscopyElectronspinelectronicspackagingenergyconversionenvironmentaltransmissionelectronmicroscopy(ETEM)epigeneticsexcitedionspeciesfemtosecondelectronbeam/laserfirst-principlescalculationFlexibleelectronicsFunctionalNanostructuredDevicesFunctionaloxideHRVAnalysisimmunosuppressantdruginhibitoriPScelliridiumlaser-drivenparticleaccelerationLi-ionbatteryLifeextensionlipidmediatorsliquidbiopsylithographylymphocytemachinelearning（ML）mechanical/physical/electrical/photochemicalfunctionsmetalnanostructuremetalorganicframeworkmicro/nanostructuremicroRNAmolecularwiremultidrugresistanceNano&MicroMaterialsnanocellulosenanochitinNanocrystalnanofabricationnanoporeNewbusinesscreationnon-linearmodelNonlinearAnalysisOdorant-receptorAntagonistOperandospectroscopyOrganicsemiconductingmaterialsphotoandelectronicfunctionalmaterialsphotocatalysisPhotolabileprotectionpowerelectronicsproteinknockdownPulsedlaserquantumbeamquantumdotsQuantuminterfacequantumtechnologiesquantum-beam-inducedultrafastphenomenaradiationchemistryReactionfieldreal-timeprocessingresistRNAroom-temperaturecrack-healingfunctionScanningtransmissionelectronmicroscopySemanticssensorsSensors&SystemsSiswarfsiliconmicro-structuresinglemoleculartechnologiesSingle-cellarraySingle-MoleculeSensingsmallmoleculesmartphoneSpintronicssupercriticalstatetime-seriestensorTopologicaldataanalysisTransparentsolarcellubiquitinultra-shortpulselasersultrafastelectronmicroscope(UEM)vanadiumoxidewaterprotectionWearablesensorsKeywordIndexTheUniversityofOsakaSANKEN6617186010205762857433242223123206211,1355921,247,48472121363315611934493035,36911,13,55,56593,17,18605249,524353395840522437529,10,54203458204226515624242737416276045222525,26543261504037,3815,1615163535,382273747,482033411565812423159474313,1438810275039363,172355 ## Page 71 ![Page 71の画像](https://img01.ebook5.net/ksii/OsakaUniversitySangyokagaku2026/contents/image/book/medium/image-000072.jpg) 【ページ内のテキスト情報】