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「DNA折り紙」で分子モーターができた！
ブラウン運動を動力源とする回転デバイスは、ナノスケール・マシンを新たな次元に押し上げる可能性がある。
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スマートセンサーを日常生活に織り込む
感度と柔軟性を兼ね備えたハイブリッド設計によって、布地に編み込むことができる単繊維状の音響センサーが作られた。将来、健康や体力を管理するデバイスはウエアラブルになり、おそらく埋め込み可能にもなると思われる。
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水滴と水蒸気を分離する設計による高温表面のスプレー冷却
高温表面に水を分散し、生じた蒸気に邪魔されずに表面を急速冷却する革新的な微細構造設計が報告された。この方法によって、より安全で効率的な発電が可能になるかもしれない。
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水分子のパートナーを変えて水素生成のスピードを上げる
革新的な実験手法をラマン分光法や計算と組み合わせることで、電極触媒表面における水の構造のわずかな変化が水素生成反応を加速し得ることが明らかになった。この触媒過程を発展させれば、クリーン燃料の供給増大に役立つ可能性がある。
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貝殻にガラス複合材のヒント
真珠層のように硬軟の成分を組み合わせて極めて丈夫な素材が試作された。
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ダイヤモンドが運んできた地球深部の貴重な鉱物
ダイヤモンド片に封入されて地上に届けられた鉱物「デイブマオアイト」は、それ自体が、マントルの加熱に関わる放射性同位体を運ぶ媒体だった。
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カイロウドウケツを通る水の流れ
海綿動物の「カイロウドウケツ」は、美しい骨格構造を持つことで知られる。このほど、高度な数値シミュレーションによって、この骨格構造が、体にかかる抗力を低減させて頑健性を高めるだけでなく、食物粒子や有性生殖での精子の捕獲にも役立っている可能性が示された。
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スクイーズド光で顕微鏡の感度を向上
生体組織の画像撮影において、分子内の振動からの光シグナルでコントラストを得ることは可能だが、このシグナルの検出は難しい。今回、スクイーズド量子状態にある光を使って、これまでは雑音に覆い隠されていた、分子振動のシグナルを検出する方法が実証された。
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準結晶は人類初の核実験で生まれていた！
1945年に原子爆弾の爆発実験で偶然生成された鉱物中に、新たな組成を持つ未知の準結晶が見つかった。
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窒素を「削除」して有機分子の骨格を編集する
容易に入手可能な出発物質から窒素原子を取り除くことで有機小分子の合成反応を進める、新しい概念の化学試薬が開発された。
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完全なリサイクルを可能にするバイオマスプラスチック
プラスチックは極めて有用で現代社会に不可欠な材料だが、貴重な石油資源を原料とし、完全なリサイクルが難しく、環境中に残り続ける。今回、巧妙な分子レベルの設計によって、これらの問題全てを解決し得る、バイオマス由来の高性能プラスチックが開発された。
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高解像度3D印刷をわずか数秒で
優れた特徴解像度と体積生成速度で3D固体物体を印刷できる、新たなボリューメトリック印刷技術が開発された。この方法は、2種類の光ビームを交差させることで生じる化学反応を利用している。
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量子コンピューターの開発レースに新たな動き
量子コンピューターの開発ではこれまで超伝導方式が主流だったが、大企業の数々から長く目を向けられることのなかった 「イオントラップ方式」が最近になって勢いを増している。
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謎の三元系材料から現れた室温超伝導
超伝導転移温度の象徴的な壁が打ち破られ、念願の室温超伝導が実現した。だが、超高圧下という条件がその解析を困難にしている。
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一方向だけの超伝導を実現
ある方向の電流を流すと超伝導状態になるが、その逆方向の電流を流すと超伝導状態にならない（常伝導になる）薄膜が作られた。これは、電力消費が極めて低い電子工学素子の実現につながるかもしれない。
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芳香環から出発しない型破りなアニリン合成法
ベンゼン環などの芳香環を含む有機化合物の合成では、既存の芳香環を構成要素として、そこから分子を組み立てることが多い。今回、芳香環を反応の過程で形成するという革新的な方法で、極めて有用なアニリン類を合成できることが示された。
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100％に近い効率で水を分解する光触媒
太陽光を使って水から直接に水素を作る取り組みは、このプロセスを促進する触媒の効率が低いことが課題だった。今回、ほぼ完全な効率を持つ触媒の作製が可能であることが、1つのモデル系で示された。
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半球形の網膜でできた高性能の人工眼球
ヒトの網膜に似た半球形の基板にナノメートルスケールの光センサーを高密度に組み込んだ、画期的な生体模倣眼球が開発された。このデバイスには、ヒトの眼に匹敵する数々の視覚能力が備わっている。
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三角形でトポロジカルなレーザー
量子カスケードレーザーと呼ばれる素子は、有用なテラヘルツ放射を作るが、その性能は通常、製造上の欠陥に非常に敏感だ。今回、この制約が、トポロジカル・ロバスト（頑健）性と呼ばれる性質を使って克服された。
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有用な二次元材料の汎用的な作製法
有用で安定な二次元材料を容易に作製できる、汎用的な方法が開発された。この方法は工業スケールに拡張できる可能性があり、二次元材料の市場進出への重要な足掛かりになると期待される。