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2017年9月号

News: ローマン・コンクリートの耐久性の秘密

古代ローマのコンクリートは2000年以上持っている。その理由は、希少鉱物を生成する化学反応の賜物であることが分かった。

Japanese Author: 加熱しても冷却してもできる超分子ポリマー

プラスチックなどポリマーは温度が上昇するとバラバラになるという常識を覆し、加熱すると結合(重合)する「超分子ポリマー」の開発に、理化学研究所の宮島大吾上級研究員、相田卓三グループディレクターらの研究チームが成功した。分散した状態で冷却しても同様の重合が見られ、新たな材料開発に道を開くものとして注目される。6月26日付Nature Chemistry電子版に掲載された1。開発の背景、今後の研究の方向性などについて、研究を中心となって進めた宮島上級研究員に聞いた。

2017年7月号

News: 世界初のナノカーレース開催!

ナノメートルサイズの自動車が金でできたサーキットを走るという、ユニークなレースが開催された。

News & Views: ガラスの3D印刷の仕方

一般的な3Dプリンターを使ってガラス構造物を作る方法が編み出された。

2017年6月号

News & Views: 「時間結晶」を初めて実現

結晶は空間の中で同じ構造が繰り返される物質状態であり、それが自発的に生成する。一方、物理量が時間とともに周期的に振動し続ける自発的な物質状態を「時間結晶」という。時間結晶は仮説上の存在だったが、今回、2つの研究グループがある種の時間結晶を初めて作り出したと報告した。

2017年5月号

News: トリアンギュレンの合成に成功

走査型プローブ顕微鏡の探針を使った原子操作によって、不安定な炭化水素「トリアンギュレン」が合成された。

News Scan: 空気清浄網戸

ナノファイバーをコーティングして粒子状物質の90%を除去

2017年4月号

2017年3月号

News & Views: 未踏の領域に踏み出した自己集合体

適切な金属イオンと有機リンカーの自己集合によりケージ状の構造体を形成する場合、構造体の大きさには限界があった。今回、新しいケージ群の存在が発見され、かつてない大きさの構造体をこの手法で形成できることが明らかになった。自己集合研究の新たな領域が開かれそうだ。

2017年2月号

News: グラフェンでスライム状玩具が圧力センサーに!

スライムに似た粘弾性のポリマー材料にグラフェンを混ぜると、ごく微小な圧力変化をも検知できる、優れた圧力センサーに変身させられることが分かった。

2017年1月号

News: 生きた細胞内でケイ素と炭素が初めて結合!

生物は豊富にあるケイ素を利用しない。このたび、ケイ素と化学結合を形成して体内の生化学経路に取り込むことのできる酵素が見いだされた。さらに、ほんの数カ所の変異を加えたところ、人工触媒をしのぐ効率でケイ素–炭素結合を形成した。

News & Views: 化学の多様性でマラリアに挑む

天然物に似た構造を持つ多様な化合物の大規模ライブラリーが構築され、そのスクリーニングによって、マラリア原虫の生活環の複数段階を標的とする新規の薬剤候補分子が見つかった。この分子は、単回の投与でマラリアを治療でき、耐性も生じにくいらしい。

2016年12月号

News: ノーベル化学賞はナノマシンに

分子マシンの3人のパイオニアにノーベル化学賞が贈られる。

News & Views: 理想的な鎮痛薬を計算科学で設計

オピオイドと同等の鎮痛活性を有し、オピオイドよりも副作用が少ない薬剤が、構造に基づいたコンピューターシミュレーションによって開発された。今回の成果は、この手法がさまざまなタイプの薬剤の創薬に有効な戦略となる可能性を示した。

2016年11月号

News Feature: ポリマーの可能性は無限大!

プラスチックに代表されるポリマーは、現代生活のほぼ至る所に浸透している。その可能性はまだまだ底知れない。

2016年10月号

News Scan: 宇宙にキラル分子

天の川銀河の中心近くで初検出

News & Views: 光解離反応で観測された量子効果

超低温の二原子分子が光を吸収して2個の原子に分裂する光解離反応で、驚くべき量子効果が初めて観測された。この研究は、量子光学の新たな研究の道を開く。

2016年9月号

News: 情報の最小単位が原子に! 次世代メモリー誕生

格子状に並んだ塩素原子を原子操作で任意の場所に動かし、原子と空孔の並び方を利用して、原子1個につき1ビットの情報を持たせることのできる記憶デバイスが開発された。8000以上の原子ビットからなる約1キロバイトのこの「原子メモリー」は、1平方インチ当たり502テラバイトという桁外れの面記録密度を持つ。

2016年8月号

News Scan: 皮膚にくっつく日焼け止め

血流に混入する心配のないナノ製剤

2016年7月号

News: マクロライド系抗生物質候補の全合成に成功

単純な構造の化合物のパーツを組み立てていくという手法で、300種以上のエリスロマイシン類似体が合成された。その中には、多剤耐性菌に対して抗菌活性を有するものもあった。

News: たるんだ肌を若返らせる薄膜

塗布するだけで、たるんだ皮膚に若々しい弾性がよみがえる、透明なシリコンポリマーが開発された。

2016年6月号

News: 実験機器は「オープンハードウエア」で安価に

実験機器の設計図を無償で公開して誰でも自作できるようにする「オープンソース・ハードウエア」ムーブメントを盛り上げようと、スイスで会議が開かれた。

News & Views: 電場で化学反応を制御する

電場を用いて化学反応を制御できることが、単一分子レベルでの実験によって明らかになった。その反応速度は、印加電場の向きと強さの両方に影響を受けるらしい。

News Feature: ナノスケールの虹が世界を変える

あらゆる色の蛍光を発するウイルスサイズの粒子が、テレビのディスプレイからがん治療まで、広範な応用分野に革命を起こそうとしている。

Japanese Author: 水から高効率で酸素と電子を生む鉄触媒

地球温暖化やエネルギー問題を背景に、太陽の光エネルギーを化学エネルギーへと変換する人工光合成技術の開発が注目を集めている。その1つに「水を酸化して酸素、プロトン、電子を得る反応」がある。このような中、分子科学研究所、正岡重行グループは高い効率で酸素を発生させる鉄触媒を作り、Nature に報告した。筆頭著者である総合研究大学院大学博士課程3年の岡村将也さん(2016年4月より名古屋大学大学院特任助教)に掲載までの経緯を伺った。

2016年4月号

Japanese Author: ボトムアップ法が拓くナノカーボン科学の新局面

1985年のフラーレン発見以来、ナノチューブやグラフェンなどのいわゆるナノカーボン類は社会に多大なインパクトをもたらしてきた。ナノカーボン類は現在、レーザー照射などでグラファイトを蒸発・凝結させるといった「トップダウン型」の手法で合成されることがほとんどだが、近年、ナノカーボン構造を有機合成の手法で構築する「ボトムアップ型合成」の研究が盛んになっており、この手法に関する総説がNature Reviews Materials 創刊号に掲載された。著者である名古屋大学の伊丹健一郎教授、瀬川泰知特任准教授、伊藤英人講師のお三方に、有機合成で作ることの意義と現状、今後の展望について伺った。

2016年3月号

News: 周期表に4つの新元素が加わる!

原子番号113の命名権は>日本の研究機関に、115、117、118の命名権はロシアと米国の研究機関に与えられた。

News & Views: マグネシウムで記録破りの強度を実現

マグネシウム合金中にナノサイズのセラミック粒子を均一に分散させることで、これまで難しかったマグネシウム合金における強度の大幅な向上に成功、ついに限界の壁を打ち破った。このマグネシウム複合材料は、構造用の軽量金属材料として大いなる可能性を秘めている。

2016年1月号

News & Views: 限界を超えた薄型トランジスター

理論限界を大きく下回る駆動電圧で動作する次世代トランジスターが実証された。消費電力の極めて少ない集積回路を開発する道が開かれると期待される。

2015年12月号

News Feature: 分子マシンの時代がやってきた

化学者たちは、生物から着想を得て、スイッチやモーター、ラチェットとして機能するさまざまな分子部品を創り出してきた。そして近年、これらの微細な部品を使ったナノスケールの機械が続々と発表されている。

News: DNA修復の研究者3氏にノーベル化学賞

DNA重要な3つの修復機構である塩基除去修復、ヌクレオチド除去修復、ミスマッチ修復の仕組みを明らかにした3氏が、化学賞を共同受賞した。

2015年11月号

News: 磁石にならない金属が磁石に!

鉄やコバルト、ニッケルは磁石につき、自身も磁気的に分極して磁石となる強磁性体だが、銅やマンガンは磁石につかない非強磁性体だ。今回、銅やマンガンの磁気的性質を変えて強磁性体にできる技術が開発された。

News: 硫化水素が最高温度で超伝導に

ごくありふれた物質が、これまでで最も高い温度で超伝導状態になることが分かった。最高温度の更新は21年ぶりで、この意外な実験結果に今、追試や理論研究が次々と行われている。

Japanese Author: 「プログラム合成」で、究極の構造多様性を征服する

ベンゼン環は、有機化学の象徴ともいうべき構造であり、天然・人工を問わず多くの化合物の基本単位だ。このベンゼン環に各種の置換基を導入することで、多様な性質を引き出すことができ、例えば液晶材料・有機EL・医薬品などの高付加価値化合物がここから生み出される。このため、ベンゼン環上の望みの位置に必要な置換基を導入する手法の開発は、化学の黎明期から変わらぬ重要なテーマだ。このほど名古屋大学の伊丹健一郎教授、山口潤一郎准教授らのグループは、ベンゼン環の6つの炭素に、全て異なる芳香環が導入された「ヘキサアリールベンゼン」の合成に成功した。その意義、研究の経緯などを、両博士に伺った。

2015年10月号

News: ペンタクォークをLHCで発見

5個のクォークからなる短命で風変わりな粒子「ペンタクォーク」が、大型ハドロン衝突型加速器(LHC)での実験で発見された。ペンタクォークは、かつて日本の研究グループが発見したと報告したものの、その後の実験でその存在が否定されていた。

News & Views: スマホのカメラが分光計に?

カラフルな粒子のコロイド懸濁液をフィルターに用いることで、デジタルカメラやスマートフォンカメラを小型分光計に変身させられる技術が開発された。

2015年9月号

News: 脳に注入可能な、超小型の神経活動記録装置

多数のニューロンの活動を一度に記録できる、超小型で生体適合性を有するメッシュ状の電子デバイスが開発された。この装置により哺乳類の脳機能解明が進む可能性がある。

2015年8月号

News Feature: レーザー兵器が現実に

長年SFに欠かすことのできない小道具だったレーザー兵器が、ついに現実の戦場に近づいてきた。それを可能にしたのは光ファイバーだ。

News Scan: 印刷方式で作る電池

ノズルから材料を押し出して一挙に

2015年6月号

News: ローレンシウムの居場所は決まるか

103番元素ローレンシウムの第一イオン化エネルギーの測定に初めて成功した。周期表上のローレンシウムの位置と周期表自体の構造をめぐる議論が再燃するかもしれない。

News & Views: 液体を満たした穴で流体を分離

膜に細い穴(細孔)を設けてその中に液体を満たし、この穴を圧力の制御によって可逆的に開閉させ、ある圧力で特定の流体だけを通過させるようにすることができた。こうした液体充填型のゲート機構を使えば、混じり合わない流体の混合物を、調節可能な形で分離できる。

2015年5月号

News: 複雑な有機化合物をボタン1つで全自動合成

レゴ®・ブロックを組み立てるように分子を順番につなげることで、複雑な化合物を作る作業を全自動で行うことのできる装置が開発された。

News Feature: 天文光学で生体イメージング

天文学の補償光学技術をヒントに、不透明な物質を透視する手法が最近開発された。非侵襲的でより高分解能な生体イメージングを実現しようと、研究が熱を帯びている。

News: シリセン製トランジスター早くも登場!

「ケイ素版グラフェン」とも呼ばれる新材料「シリセン」を使った 電子デバイスが作製された。これを機に、二次元材料分野の研究がさらに加速するかもしれない。

2015年4月号

News: アルカリ金属の爆発の秘密が明らかに

アルカリ金属を水に入れると派手に爆発する。化学の授業でおなじみのこの実験の反応機構が、実は長く誤解されてきたことが、ハイスピードカメラを使った研究で判明した。

News: 脳を膨らませてナノスケールの細部を観察

紙おむつの吸収体に利用される材料を使って脳組織を膨張させることにより、一般的な光学顕微鏡を使って、わずか60nmの特徴まで解像することができた。

News & Views: 軟骨を真似たヒドロゲル

関節部の骨を覆う関節軟骨は、軟骨組織の構成要素間に働く反発力に基づく、優れた耐荷重性と低摩擦性を示す。これに着想を得て、方向に依存した珍しい特性を数多く併せ持つ合成ゲル材料が新たに開発された。

Editorial: ラボテクニシャンに感謝を伝えよう

ラボテクニシャン(技術員、技術補佐員)がいなければ研究は成り立たない。それなのに、彼らの貢献は正しく認識されていないことが多い。

2015年3月号

News Scan: 新種の化学結合

1980年代に予言された「振動結合」の存在を確認

2015年2月号

News: グラフェンの新たな利用価値:プロトン透過能と防弾性

注目の素材グラフェンに、プロトンを透過する能力と、「弾丸」の衝撃を吸収する能力があることが、新たに明らかになった。

2014年12月号

News: 青色LEDの発明者にノーベル物理学賞

照明に革命を起こした青色LEDは、世界の電力消費量を低減させる発明と評価された。

News: 安価で性能に優れた液体金属電池

液体金属電池技術の進歩でエネルギーの大量貯蔵が可能になり、風力や太陽光といった不安定なエネルギー資源を最大限に活用できるようになるかもしれない。

News: 化学賞は細胞内部を観察できる顕微鏡の開発に

光学顕微鏡の限界に挑んだ先駆者たちがノーベル化学賞を受賞した。

News: ペロブスカイト太陽電池の効率、シリコン太陽電池に迫る

安価な材料で容易に作製できる「ペロブスカイト膜」を使った太陽電池に、業界の関心が集まっている。

2014年11月号

News Scan: スケスケ科学

ネズミの体を透明にする新技術

News Feature: 夢の化学者ロボット

どんな有機化合物でも自動で合成できる合成ロボットがあったら、化学は大きく変わるだろう。そんなロボットを作ろうと競争が始まっている。

News & Views: 狙いどおりのナノチューブに成長する「種」

1種類の単層カーボンナノチューブ(SWCNT)のみを選択的に合成できる技術が開発された。この方法を利用すれば、あらゆる種類のナノチューブを純粋な形で得られるようになるかもしれない。

2014年10月号

News & Views: 超弾性有機結晶

相転移を伴う弾性の一種「超弾性」が、純粋な有機結晶で初めて観察された。この超弾性有機材料はマイクロ流体デバイスなどへの応用が期待される。

2014年9月号

News: 「にがり」で太陽電池製造過程の安全性が向上

テルル化カドミウム太陽電池製造過程で必要な塩化カドミウム処理を、塩化マグネシウム処理で置き換え可能なことが示された。

News & Views: ダイヤモンドをもっと硬く

ダイヤモンド含有複合材料は世界で最も硬い材料の1つだが、極端な条件で使用すればやはり破損する。「タマネギ状」のカーボン前駆体から作製したナノ構造化ダイヤモンドなら、この問題を克服できるかもしれない。

2014年7月号

Editorial: 銅に期待される新たな役割

古くから使われてきた銅。今回Natureに、触媒反応とがん治療法での新たな役割を示唆する2編の論文が掲載された。

2014年6月号

News: 体内で溶ける生分解性電池

体内で溶ける電池が開発された。これを利用すれば、役目を終えたら消えてなくなる「埋め込み型の医療用機器」が実現するかもしれない。

News Feature: 充電池開発の最前線

充電式電池(二次電池)のさらなる価格低下と容量増を実現するために、化学者は全く新しいデザインの電池を模索している。

2014年5月号

News Scan: 一方通行の音

音の伝播を制御することに成功

2014年4月号

News: アンペアの再定義に向けて

国際単位系(SI)の再定義を視野に入れ、アンペアを物理定数(値が変化しない物理量)と結びつけるために、電子1個の流れの測定が行われた。

News Feature: 微小世界の謎を解く–結晶構造解析100年の歩み–

ドイツの科学者マックス・フォン・ラウエは、結晶によるX線の回折現象を発見し、1914年にノーベル物理学賞を受賞した。現在では、X線回折を利用して、単純な鉱物からグラフェンなどのハイテク材料、ウイルスなどの複雑な生物構造体に至るまで、さまざまな物質の構造が解明されている。技術は進歩し、1990年代には分解能がタンパク質結晶構造の画像中の原子1個1個を区別できるレベルに達した上、近年では新たな構造体が年間何万ものペースで画像化されるようになった。さらに最近、新しいX線源が開発され、大型結晶が得られにくいタンパク質の構造の画像化が期待されている。

2014年3月号

News & Views: 電子顕微鏡でイオンチャネルの構造を決定

これまで解析が困難であった熱感受性TRPV1イオンチャネルの構造が、単粒子低温電子顕微鏡を使って解明された。

2014年1月号

Research Round-up: リサーチ・ラウンドアップ

Nature Genetics / Nature Medicine / Nature Chemistry より

2013年12月号

News: 化学賞は、分子モデリング研究に

ノーベル化学賞は、コンピューターによる分子モデリングの開拓者に贈られる。今回の授賞で、理論家は実験家に引けを取らないことが確認されたと言える。

News & Views: カーボンナノチューブでコンピューターを試作

カーボンナノチューブで作った半導体トランジスターを回路に組み込み、コンピューターが試作された。市場に出せるかどうか未来の話はさておき、まずは、新しい電子材料としての華やかなデビューだ。

2013年11月号

News Scan: 絶対的な絶対温度を目指せ

基礎物理に基づいて温度の計量標準を求める動き

News: ヒドラジンに代わる衛星用燃料

宇宙機用の推進燃料として、現行のヒドラジンよりも効率が高く、しかも毒性の低いグリーン燃料が開発された。

2013年9月号

Turning Point: 君が知ってる化学は、まだこれっぽっちだ

「自分の知らない世界を見てみよう」──配置転換に動揺した気持ちをそう思って立て直したときに、発見への新たな扉が開いた。自己組織化という現象を有機合成分野に取り入れ、化学の常識を覆した藤田誠氏。「あちらこちらと転がりながら進んできた」研究人生だったと振り返る。日本IBM科学賞、江崎玲於奈賞などを受賞。

2013年10月号

News: ナノ粒子温度計で生細胞の温度を測る

ダイヤモンド結晶における量子効果を利用して、微小なナノ粒子温度計が作製された。 これを生細胞内に導入すると、1000分の数ケルビンという高感度で、 細胞の温度変化をマッピングできる。

News: 分解能の限界が迫る電子顕微鏡

電子顕微鏡の分解能向上を妨げるノイズが、装置の仕組みではなく、 材料そのものに起因することが分かった。その他の要因も含め、分解能の改善は限界に近づきつつあるようだ。

2013年8月号

News & Views: 環境に優しい電気分解製鉄法

科学者たちは長い間、電気を使って溶融酸化鉄から鉄と酸素を作ることを夢見てきた。 今回、高温と腐食性化学物質に耐えるアノード材料が開発され、実現に向かって一歩前進した。

2013年7月号

News & Views: 日本の縄文土器は、調理に使われていた!

縄文土器が調理に使われていたことを裏付ける最古の証拠が得られた。土器片に脂質が付着していたのだ。今回の発見は、土器の発明という人類史上最大級の技術革新について、新たな視点を提供している。

2013年6月号

News & Views: 結晶化せずに分子構造を決定する「結晶スポンジ法」

「結晶スポンジ」と呼ばれる材料を使うと、小さな分子を規則正しく配列させることができ、サンプルを結晶化することなくX 線結晶構造解析法で分子構造を解明できることが実証された。しかも、この新しい解析法なら、サンプルもナノグラムオーダーの微量化合物で済むという。

2013年3月号

News Scan: 宇宙飛行士に安眠を!

新しいLED照明が人間を眠りやすくする

News: 「トポロジカル絶縁体」の発見

SmB6に関する最新の研究成果は、40年来の懸案である「バルク材料としてのトポロジカル絶縁体」へと結びつくかもしれない。

News & Views: 熱アシストによる高変換効率の有機発光材料

蛍光性有機分子の設計によって、高効率発光ダイオードの作製が可能になった。このデバイスは、従来品のライバルになるかもしれない。

News: ナノ粒子の爆発をカメラが捕らえた!

燃焼現象を利用して、ナノ粒子を製造する研究に拍車がかかっている。

2013年2月号

News & Views: 自発的流動によって動き回る液滴

生体の特性を示す生体物質の集合体が生体外で構築された。これにより、細胞内で起こる動的な再組織化の物理的側面が明らかになるかもしれない。

2012年10月号

News & Views: トウモロコシ粉懸濁液の上を走れる理由

トウモロコシ粉と水を混ぜた液には粘性があり、それでプールを満たすと、忍者のようにその上を走ることができる。ところが立ち止まると沈んでしまう。この現象はどのような原理で起こるのか、今回、新たな実験に基づく考え方が提案された。

2012年9月号

News: ようやく実現したホウ素三重結合

ホウ素–ホウ素三重結合を持つ安定な化合物が合成され、有機エレクトロニクス材料分野で応用の可能性が。

News: 卓上型X線ビーム光源が開発された

コンパクトなX線ビーム光源が開発された。遠くない将来、超高速の化学反応なども、小さな研究室で手軽に調べられるようになる。

2012年6月号

News & Views: 変装させて反応させる

すべての有機分子は多くの炭素–水素(C–H)結合を持っているため、その中から1つだけ探し出して、反応させるようなことは難しい。しかし、ありふれた化学基を「変装」させて、これをおとりとして利用すれば、この問題が解決できる。

Nature ダイジェスト Online edition: ISSN 2424-0702 Print edition: ISSN 2189-7778

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