0500化学一般 カスタマイズ可能な量子デバイスの新しいプラットフォーム(A new platform for customizable quantum devices)
量子ビットの設計を一から見直すことで、汎用性の高い、高度にカスタマイズされた量子デバイスを作るための新しいフレームワークが完成しました。
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0500化学一般 超分子組織化を利用した自在な分子配向制御の新たな選択肢～ポルフィリンの中心金属が薄膜構造を決める～
テトラピリジルポルフィリンが分子間で形成する配位結合を利用することで、この類縁化合物では珍しい垂直配向を実現しました。この成果は配位結合を分子配向制御に用いた初めての例であり、有機半導体だけでな、有機金属構造体（MOF）に代表される超分子材料の分子配向の自在制御にもつながると期待されます。
0500化学一般 熱電変換物質設計の新戦略 ~物質の特徴を決める電子状態パラメータのデータベースの構築と利活用~
物質の特徴を決定する電子状態パラメータのデータベースの構築とその俯瞰的な分析により、熱電変換物質の新しい設計指針を得ることに成功しました。この新しい指針を活用することで、より性能の高い熱電変換物質の開発が期待されます。
0500化学一般 新抗菌パッケージで食品の鮮度を維持 (Keep food fresh with this bacteria-killing packaging)
有害な細菌から食品を保護して保存可能期間を数日間延長させる、生分解性のスマートフードパッケージ材料を開発。トウモロコシから得られるタンパク質のゼイン、セルロースナノ結晶とスターチの電界紡糸で形成したファイバーに、一般的な調理用ハーブのタイムや柑橘類に含まれるクエン酸等の天然抗菌性化合物数種類を含ませたもの。有害な細菌が分泌する酵素と相対湿度に反応して必要最低限量の抗菌性化合物を放出する設計により、数ヶ月間にわたり複数回の利用が可能。
0500化学一般 天候を打ち負かすスマートな窓 (Windows that Outsmart the Elements)
相変化材料(PCM)を利用した新しい「スマートウィンドウ」コーティングを開発。太陽光の不可視波長の吸収と反射を切り替える PCM 材料の 300nm を下回る活性層から構成され、太陽の近赤外光を冬季では捕獲して熱に変換し、夏季では反射することで室内の冷暖房を促進する。太陽エネルギーの吸収・反射の両状態で可視光をほぼ同様に透過するため窓の色味が変わらず、グリーンテクノロジーの導入において重要な審美性も確保。また、例えば材料の 30%が熱を反射する一方で 70%が吸収・熱放射するような、より詳細な温度制御も可能。
0500化学一般 データ駆動型電極触媒解析アルゴリズムの開発
燃料電池や水素製造装置に必須である電極触媒用材料のより正確な機能解析のために、高信頼性予測が可能なベイズ推定を応用したアルゴリズムを開発しました。脱炭素社会実現に不可欠なグリーン水素製造などに必須の電極触媒開発に、データ駆動でアプローチした先進的な研究です。
0500化学一般 計算機上で収集したデータの機械学習による不斉触媒設計～有機合成DX化の基盤技術構築に向けて～
遷移状態計算と機械学習を併用して、「エナンチオ選択性」が向上する不斉触媒を計算機上で設計することに成功しました。
0500化学一般 翼型ナノグラフェンの合成と性質～2つの芳香環に囲まれた空間の芳香族性～
翼型含窒素ナノグラフェンの合成に成功し、その特徴的な構造の解析、ならびに酸化還元や芳香族性に関する物性解明を行いました。剛直なビシクロオクタジエン骨格を用いて、互いの磁気的・電子的性質が影響を及ぼし合う位置に空間配置されたHPHAC二量体が合成されました。単量体と同様に新たに合成された二量体も安定な酸化還元特性を示し、その折れ曲がった構造が形成する特徴的な集積化様式や二つの芳香環に囲まれた空間の芳香族性が増大されることが明らかにされました。
0500化学一般 遷移金属酸化物の近藤効果を初めて実証～電子相関物性の設計・探索の新たなプラットホームを開拓～
銅（Cu）とルテニウム（Ru）からなる酸化物（CaCu3Ru4O12）のX線光電子分光を測定し、独自に開発した計算パッケージを用いて、高精度な理論解析を行いました。CaCu3Ru4O12では、遷移金属の酸化物ではほとんど報告例がない近藤効果が実現していることを初めて実証しました
0500化学一般 熱関連材料の熱物性を容易に検索可能なデータベースシステムを開発・公開
熱関連材料の各種熱物性情報とそれらの関連データを収集・体系化したデータベースシステム「PropertiesDB Web」を開発し、TherMATのHPで公開しました。さまざまな熱物性をもつ物質の探索が容易となり、熱関連材料である断熱材、熱の輸送を可能とする蓄熱材や冷媒、熱を電気に変換する熱電変換材料などの開発に掛かる時間を短縮できます。同時に各種熱関連材料を部素材としたモジュール開発も加速させ、将来の脱炭素化に向けた熱マネジメント技術の進展に貢献します。
0500化学一般 3D プリント構造に高い強度を付与する新しいポリマー (Polymer discovery gives 3D-printed sand super strength)
バインダージェット式積層造形(BJAM)での硅砂を使用した造形構造を強化する、ポリエチレンイミン(PEI)結合剤を開発。インクジェットプリンティングから派生した BJAM は、産業利用されている他の 3D プリンティング方式に比べ安価で造形速度が速く、多様な粉末材料による 3D パーツの作製が可能なためコストとスケーラビリティーに優れている。
0500化学一般 光を遮りながら景色を楽しめる「スマートな」窓 (‘Smart’ window blocks rays without blocking views)
景観を遮ることなく熱の伝導を制御して室内の冷暖房のエネルギー量の低減を助ける、「スマート」なエレクトロクロミック(EC)窓の新材料を開発。ネオジムとニオブでドープした(Nd-Nb co-doped)二酸化スズ(SnO2)/非結晶質三酸化タングステン(a-WO3)のナノ構造の新材料をガラス窓に塗布し、通電のオンオフ切り替えで赤外光の透過・遮蔽を制御する。