2026年度「あすなろ研究奨励金」を6人に支援

私たちの身の回りの物体は、ふだん古典力学に従って動いているように見えます。一方、原子や電子のようなミクロな世界では、重ね合わせや干渉といった量子力学特有の現象が現れます。では、原子よりはるかに重い物体にも量子性はあるのでしょうか。
本研究では、真空中に浮かべた数百ナノメートルの荷電ナノ粒子と、レーザーで精密に操作できる原子イオンを同じ装置の中に閉じ込めます。両者を電気的な力で結び、原子イオンを「量子の入り口」として用いることで、通常は直接操作が難しいナノ粒子の運動を量子レベルで制御することを目指します。これにより、大きな物体がどこまで量子的に振る舞えるのか、また環境との相互作用によって量子の性質がどのように失われ、私たちが見慣れた古典的な振る舞いがどのように現れるのかを、実験的に明らかにしていきます。

常温付近に凝固点を有する低融点金属を用い、磁場中の導電性流体に電流を印加した際に生じる駆動現象を対象としています。低融点金属では、電流による発熱や周囲環境との熱のやり取りによって、固体から液体、あるいは液体から固体への相変化生じると考えられます。
本研究では、この相変化と流動が同時に起こる系を対象に、実験とモデルの両面から検討を行います。それにより、電磁力、流動、相変化が相互に影響し合う複合現象の理解を目指します。得られた知見は、剛性制御機能を有するロボットや自己修復機能を持つデバイスなど、新たな機能を持つ柔軟システムの実現につながることが期待されます。

太陽光エネルギーの活用に向け、光触媒は分子を活性化する有望な手段として期待されています。これまで水分解や二酸化炭素還元といった反応系で多くの成果が積み重ねられてきました。一方で、有機分子に目を向けると、官能基や分子骨格が多様であり広大な反応空間があるのに対して、未だ十分に踏み込まれていないと考えられます。
本研究では、こうした反応空間には人類にとって有益なものも含むと考え、有機分子の光触媒活性化に関する基礎的な学理の構築に挑みます。官能基を軸として分子の反応性を体系的に探索し、得られたデータを物理化学的な電子移動論に立脚して整理することで、光触媒反応を支配する素過程を記述するモデルの構築を目指します。
これにより、理論的記述と広範な実験データの両面から、光触媒が駆動し得る反応空間の構造を捉えます。

電気化学は、応用技術である電池と固体電解質の発展によって、全固体電池として構成物のすべてが固体材料である全固体系に展開されています。しかし、電極に光を照射しながら電気化学反応を行う光電気化学は、全固体系に展開されてきませんでした。光電気化学も全固体系に展開されれば、新たな反応（系）の創出につながり、これらを応用した新規光機能デバイスの構築も期待されます。
光電気化学反応では、半導体特性が重要になります。私は、n型半導体電極を用いた全固体系における光電気化学反応を達成しています。
そこで本研究では、p型半導体電極を用いた全固体系における光電気化学反応を目指します。p型半導体電極として機能する物質を探索し、見出した物質を用いて基本的な動作原理を解明します。

卵の形成と成熟は、発生・生殖研究における古典的かつ重要な研究テーマです。しかし、これまでの研究は特定の生物種を対象としたものが多く、脊椎動物に共通する分子機構の全体像は十分に理解されていません。
本研究では、近年急速に蓄積された全ゲノム配列情報を活用し、多様な種を対象とした比較進化学的解析を行います。さらに、モデル魚類であるゼブラフィッシュを用いた分子・細胞レベルの実験的検証を組み合わせることで、卵形成を支える保存的分子機構を明らかにし、卵成熟研究の共通原理を進化学の視点から再定義することを目指します。
本研究の成果は、脊椎動物における生殖機構の進化的理解を深めるとともに、生殖生物学や水産増養殖学など関連分野への波及も期待されます。

物質を形作る「結晶構造（実空間）」と、その内部にある「電子の状態」には、それぞれ形や性質のつながりを示す「トポロジー」という特徴があります。これまでは、これらを個別に扱う「静的な（変化を考慮しない）」研究が主流でした。しかし、結晶が別の形へと連続的に変化していく「動的なプロセス」が、電子の状態にどのような影響を与えるのかは、まだ理論的に十分に議論されていません。
そこで本研究は、この「形の変化のルート」そのものに注目し、結晶の変形と電子の状態の変化を一つの理論として統合することを目指します。
具体的には、数学の理論（群論など）を用いて、結晶の変形パターンと電子の状態の相関関係を解明します。
これにより、物質の変形や製造プロセスまでを見据えた、新しい物性物理学の基盤を築くことが期待されます。