0505化学装置及び設備 数十億枚のナノシートが協働する波運動～繊毛運動のような輸送機能を実現～
数十億枚もの無機ナノシートを水中で協働させることで、繊毛運動のような輸送機能を示す波運動を実現しました。無数のナノユニットを集積・連動させて、精密機械のような動的システムを構築するための新たな設計指針になると期待できます。
理化学研究所
0505化学装置及び設備 
1700応用理学一般 磁石がつくる奇妙な光のねじれ現象～新しい光の偏光制御の原理を確立～
旋光性複屈折と呼ばれる新奇な偏光（光の振動面）のねじれ現象の実現に成功しました。旋光性複屈折が、あたかも物質が回転しているように見なせる奇妙な旋光性であることを明らかにしました。「自然旋光性」と「旋光性複屈折」という二つの旋光性を電圧と磁場で制御することで、偏光を自在に制御できることを実証しました。
1700応用理学一般 面直スピンによる有効磁場の発現 ～垂直磁化膜の高効率な磁化反転へ～
トポロジカル反強磁性体Ｍｎ３Ｓｎ（Ｍｎ：マンガン、Ｓｎ：スズ）単結晶薄体の表面に蓄積する面直スピン（面直スピン蓄積）を用いて、有効磁場（フィールドライクトルク：ＦＬトルク）を発現させることに成功しました。
1601コンピュータ工学 スーパーコンピュータ「富岳」が機械学習処理ベンチマークMLPerf HPCで世界第1位を獲得
スーパーコンピュータ規模の処理を必要とする大規模機械学習処理のベンチマーク「MLPerf HPC」の一つである「CosmoFlow」において、スーパーコンピュータ「富岳」の約半分の規模を用いて計測した結果、世界最高速度を達成し第1位を獲得しました。
1700応用理学一般 鉄シリコン化合物における新しいトポロジカル表面状態
地球上に豊富に存在する鉄（Ｆｅ）とシリコン（Ｓｉ）から成る化合物ＦｅＳｉにおいて強いスピン軌道相互作用を示す表面状態が現れることを発見し、その表面状態を用いてスピントロニクス機能を実現しました。ＦｅＳｉの表面状態の特徴が結晶内部の電子状態のトポロジーに由来していて、現代の電気分極理論で用いられる幾何学的位相の概念に関連していることを解明しました。
1600情報工学一般 スーパーコンピュータ「富岳」TOP500、HPCG、HPL-AI、Graph500にて4期連続世界第1位を獲得
2021-11-16 理化学研究所理化学研究所（理研）が2021年3月に共用を開始したスーパーコンピュータ「富岳」は、世界のスーパーコンピュータに関するランキングの、①「TOP500」、②「HPCG（High Performance Con...
1700応用理学一般 磁石の中の竜巻（スキルミオンひも）の３次元形状の可視化に成功 ～新しい磁気情報処理手法の開拓に期待～
磁性体の中に存在する「スキルミオンひも（電子スピンが作る竜巻構造）」の３次元形状を可視化することに、世界で初めて成功しました。ＣＴスキャンの原理を応用することで、その３次元形状の直接観測に成功しました。
0504高分子製品 迅速な自己修復性を示す機能性材料の開発に成功～さまざまな環境で自己修復できる実用材料の開発に期待～
希土類金属触媒を用いることにより、2種類の極性オレフィンとエチレンとの「精密三元共重合」を達成し、迅速な自己修復性能を示す新しい「機能性ポリマー」の創製に成功しました。大気中だけではなく、水、酸やアルカリ性水溶液中などのさまざまな環境下で自己修復可能かつ実用性の高い新しい機能性材料の開発に大きく貢献すると期待できます。
0105熱工学 熱の流れに量子効果が与える影響の解明 ～エネルギーロスのない熱流の発見と、量子熱機関への応用～
量子的な状態の重ね合わせが熱の流れにどのように影響するかの系統的な規則を理論的に明らかにしました。この規則によれば、適切な種類の量子重ね合わせを大量に用意することで、マクロな大きさの、エネルギー損失のない熱の流れを作ることができます。この効果を用いることで、少なくとも理想化されたモデルの上では、発電機・エンジン・冷却器などを始めとした熱機関の性能が大幅に向上することが分かりました。
1202農芸化学 リンが欠乏した植物の成長に必要な化合物を発見～痩せた土地における農業技術への応用に期待～
「ホスホコリン」という化合物がリン欠乏状態の植物の成長に必要であることを発見しました。養分の少ない土壌における農作物の増産や植物による物質生産の増強に向けた、代謝エンジニアリング[2]に貢献すると期待できます。
0500化学一般 マイクロ波と光のアンサンブル ～マイクロ波・光協働化学とカーボンニュートラルへ期待～
光とマイクロ波の協働的な触媒的化学合成反応系の開発に成功しました。有機分子であるフェニルアセチレンを光触媒とするジメチルスルホキシドの酸素酸化系を構築し、ここにマイクロ波を照射することで、有機分子におけるマイクロ波効果の観測に成功しました。
0504高分子製品 環境低負荷な精密高分子合成に成功～無溶媒で進行する自己触媒的な超分子重合～
「フタロニトリル」分子を原料とし、「フタロシアニン」の超分子ポリマーを無溶媒という環境負荷の少ない条件下で合成することに成功しました。