要旨 グラフェン（G）とグラフェン酸化物（GO）ナノ粒子は整形外科インプラント表面修飾の有望材料として台頭しているが、安全性と抗菌プロファイルは未完全。本研究では骨髄由来間葉系幹細胞（BMSC）へのin vitro細胞毒性と、マウス筋肉内植込みによるin vivo生体適合性を評価。10 µg/mL以下ではGとGOは最小細胞毒性、これを超えると用量依存的細胞死誘発、GOの方がGより毒性強い。黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）に対する抗菌アッセイで、Gは≥100 µg/mLでのみ増殖抑制、GOは≥50 µg/mLで有意抗菌活性示す。50〜100 µg/mL範囲が低細胞毒性

要旨 金ナノプローブはコンピュータ断層撮影（CT）における疾病診断の革新的ツールとして台頭している。低分子ヨード造影剤と比較し、ナノ粒子はより大きな表面積と調整可能な物理化学的特性により優れた生体内検出能を提供する。本研究では、高X線質量吸収係数、超微小サイズ、効率的代謝排泄、優れた生体適合性を示すポリエチレングリコール（PEG）機能化金ナノスター（AuNS@PEG）の合成を報告する。生体内CTスキャンでAuNS@PEGが強力なコントラスト増強を示すことを確認し、次世代造影剤としての可能性を示した。 背景 過去10年間、多様材料と高表面積/体積比によりナノ粒子（NP）技術の生物医学応用が急速

要旨 異なる比率のIn₂O₃ナノ粒子をツイン六方板状（THD）ZnOとハイブリッド化し、水熱法で作製した。得られたZnO/In₂O₃複合材料は、直径約1μmの六方板状ZnOと、サイズ約20〜50nmのIn₂O₃ナノ粒子で構成される。ZnO/In₂O₃複合材料中のIn₂O₃含有量増加に伴い、試料の吸収帯端がUVから可視光領域へシフトした。純粋ZnOと比較し、ZnO/In₂O₃複合材料は太陽光照射下でメチルオレンジ（MO）と4-ニトロフェノール（4-NP）の分解において光触媒活性が向上した。In₂O₃とZnOの適切なエネルギーバンドギャップ構造整合により、タイプIIヘテロ構造形成が光生成電子-正孔

要旨 本研究では、X線回折、熱重量分析、誘電分光法を用いて、水がその様々な物理状態において微結晶セルロース（MCC）の構造と誘電特性に及ぼす影響を調査した。水分子がMCCのマクロポア内に存在し、結晶子周囲に多重分子水和層を形成することを示した。水和シェルが厚くなるにつれ、結晶子表面のセルロース鎖が再配列し、横方向寸法の増大と結晴度の向上をもたらす。−180℃〜120℃、5〜50 kHzでの温度依存性誘電測定により、低温緩和と高温遷移が明らかになった。低温プロセスは表面メチロール基のtg→ttコンフォメーション変化に関連し、水濃度増加とともに低温側へシフトする。 背景 植物バイオマス由来の再生

要旨 AlドープZnO（AZO）薄膜を、ポリマーアシスト堆積（PAD）と原子層堆積（ALD）からなる二段階堆積法でp-GaN基板上に直接成膜した。AZO/p-GaN間でオーミックコンタクトが形成された。二段階法で作製したAZO膜の最低シート抵抗は145 Ω/sqに達し、比接触抵抗は1.47×10⁻² Ω·cm²に低減された。AZO膜の可視光透過率は80%以上を維持した。PADとALDの組み合わせは、オプトエレクトロニクス用p型オーミックコンタクト作製に利用可能である。 背景 現在、GaN系化合物半導体は高温・高電力・高周波デバイス[1,2]で実質的な進歩を遂げ、包括的に活用されているが、オー

要旨 バブル電気紡糸（BE）を基盤に、円錐形エアノズルと銅管貯留槽を統合した改良フリーサーフェス電気紡糸（MFSE）システムを開発し、高品質ナノファイバーの収率を大幅に向上させた。MFSEプロセスではドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（SDBS）を用いて表面バブルを生成する。印加電圧とバブル形成がファイバー形態とスループットに及ぼす影響を実験測定と理論モデリングの両面から検討した。計算された電場分布は実験観察とよく一致し、高電圧がファイバー品質と生産性を向上させる一方、バブル存在は両者を低下させる傾向があることを確認した。 背景 電気紡糸はポリマーナノファイバー製造の簡潔かつ強力な手法と見

要旨 本研究では、低粘度エポキシマトリックス中の炭素ナノ粒子（グラファイトナノプレートレット：GNP、多層カーボンナノチューブ：MWCNT）を交流（AC）電場を用いて配向させた。光学顕微鏡観察、電気測定、解析的モデリングを組み合わせ、電場強度、形状、フィラー形態、アスペクト比が配向動力学とパーコレーション挙動に及ぼす影響を評価した。GNPは36 kV/mという低電場強度で数秒で配向を達成したが、MWCNTは数分を要した。配向GNP複合材料は0.84 wt%という動的パーコレーション閾値を示し、ランダム分散フィラーの2.0 wt%の約4分の1に低減された。本成果は、電場支援配向がナノカーボン充填

要旨 本研究では、GaSb基板上に横方向に成長する高引張歪みGeナノワイヤを理論的に検討した。有限要素法（FEM）を用いてGeナノワイヤ内の残留弾性歪みをシミュレーションし、Ge堆積前後の全エネルギー増分（歪みエネルギー、表面エネルギー、エッジエネルギーを含む）を異なる条件下で計算した。その結果、Geナノワイヤは2つの状況においていずれも〈110〉方向ではなく〈100〉方向に成長しやすいことが示された。また、少量のGe堆積時には{105}ファセットが露出するが、Ge量が臨界値を超えると{110}ファセットが露出することを好む。さらに、両状況において任意の位置でのΓ谷の伝導帯底がL谷よりも低い値

概要 空間分散誘電率の一般的定義を改訂。ベクトルヘルムホルツ方程式満たす電場に対する縮退電子ガス応答をボルツマン方程式解で導出。得られた縦誘電関数はKlimontovichとSilin（1952）およびLindhard（1954）結果と一致。しかし、平面電磁波波数ベクトルではなく、ベクトルヘルムホルツ方程式パラメータである波数二乗に依存。この新概念は非局所効果シミュレーション簡素化（一般化Lorentz-Mie理論等、フーリエ変換不要）。フレネル係数一般化し縦電磁波励起許容。理論検証に銀・金ナノメートル球消光スペクトル計算。これら粒子で一般化Lorentz-Mie理論はプラズモン共鳴青方シフト

概要 コレラ菌（Vibrio cholerae）DNA検出用超高感度電気化学DNAバイオセンサー報告。センサーはポリスチレン-共-アクリル酸（PSA）ラテックスナノスフィアに金ナノ粒子（AuNP）担持させたDNAキャリアマトリックス使用。アントラキノン基盤オリゴヌクレオチドラベル用いた差分パルスボルタンメトリー（DPV）でハイブリダイゼーション信号測定。AuNPがファラデー電流大幅増幅、再現性良く1.0×10⁻²¹〜1.0×10⁻⁸ M直線応答（RSD=4.5%、n=5）、検出限界（LOD）1.0×10⁻²¹ M（R²=0.99）達成。スパイクサンプル回収率91-109%（n=3）。58日後元

概要 電子常磁性共鳴（EPR）でフラーレンすす（FS）、フラーレンブラック（FB）、フェニロンC-2（PhC-2）複合体の常磁性進化を調査。初めて、20〜300℃真空排気処理したFB、FS、複合体試料で顕著なEPR信号増幅を記録。効果は炭素欠陥と吸着ガス、主に酸素の相互作用に起因。 FB、FS、複合体の常磁性アンサンブルは不均一で、3つの異なるスピンサブシステム（1、2、3）構成。各々固有信号L1、L2、L3を全体EPRプロファイルに寄与。支配的広帯域L3信号は炭素フレーク表面局在化2次元（2D）電子由来。L3線形状理論モデル化で大気曝露後各成分減衰定数算出。バルク複合体は室温ガス透過性低下反

概要 市販ポリウレタンスポンジ上にインシチュ重合で多階層多孔質ポリアニリン（PANI）複合体を作製する低コスト手法を報告。スポンジ足場が巨大相互接続表面提供しPANIナノ枝成長促進、フレキシブル高比表面積複合体形成。圧電抵抗圧力センサーとして組立てると迅速応答、優れた回復性、低圧力域（0-8 kPa）で感度8.0 kPa⁻¹、高圧力域（8 kPa以上）で54.5 kPa⁻¹の圧力感度示す。さらに同複合体はNH₃ガスセンサーとして機能し、印加圧力変化で内部細孔密度調整可能なため感度チューニング可能。本研究は多機能センサーへの簡便低コスト製造法とシンプル信号取得を実証。 背景 圧力、歪み、ガス、

概要 フュームドアルミナナノ粒子にフェニルトリメトキシシラン（PhTMS）をグラフトし、不活性雰囲気下で熱処理することでAl₂O₃:SiOCナノコンポジットを調製。アニーリング温度が材料構造と光ルミネッセンス（PL）に及ぼす影響をFTIRとUV/X線励起PL分光で検討。高温アニーリングはアルミナ表面へのシリカ析出促進、可視PLスペクトル顕著変化を伴う。これら所見をアルミナ粒子表面構造変換で解釈。 背景 フェニルメトキシ基熱分解で炭素化表面生成したシリカナノ粒子がUV光下で強い可視PL示すと報告。希土類活性剤不要で室温広帯域可視発光、コンパクトガス放電ランプやLEDベース白色光源での高価希土類

概要 二酸化チタンナノ粒子（TiO₂-NP）は食品、化粧品、医療製品に広く使用されるが、安全性プロファイルは未解明。ICRマウスを用い、腹腔内（i.p.）注射と経口強制投与によるTiO₂-NPの生体分布、臓器特異的毒性、基盤メカニズムを検討。チタン蓄積は用量依存的で、肝臓が最高、次いで腎臓、脾臓、肺、脳、心臓の順。高用量曝露（≥150 mg kg⁻¹）で臓器/体重比有意変化、肝腎機能障害、血清生化学指標の代謝撹乱を誘発。肝臓ではミトコンドリア腫脹、肝細胞アポトーシス、活性酸素種（ROS）過剰産生、抗酸化・解毒遺伝子（SOD、CAT、GST、HSP70、CYP1A1）発現異常。脳では高用量で神経

概要 水熱温度（150〜240℃）がグラフェンナノシート上の二硫化モリブデン（MoS₂）ナノフレーク結晶化をどう制御するかを調査。花弁状MoS₂ナノフレークがグラフェン上にアンカーされ、形態、結晶相、電気化学性能を相関させた。180℃で合成したハイブリッドが染料増感太陽電池（DSSC）と水素発生反応（HER）で最高効率を示し、高反応性と導電性のバランスを実現。これら知見は温度依存的MoS₂成長を明確化し、次世代触媒ハイブリッド設計の指針を提供する。 背景 二次元（2D）ハイブリッドナノ材料は光起電力、水分解、センサー、エネルギー貯蔵で急速に台頭。優れた表面積/体積比と調整可能な電子特性で、遷

概要 銀ナノワイヤ（Ag NW）は脆性酸化インジウム錫（ITO）に代わる次世代フレキシブル透明電極の有力候補。ポリビニルピロリドン（PVP）媒介ポリオール法で、アスペクト比（AR）約30〜約1000のAg NWをスケーラブルに合成した。異なる分子量PVPを混合することでナノワイヤ径を精密制御し、長く細いワイヤーを得て、高温焼結不要で高伝導性・高透明性ネットワークを形成。繰り返しスピンコートで作製した膜はシート抵抗11.4 Ω/sq、550 nm平行透過率91.6%を達成。400回曲げサイクル後もシート抵抗安定で優れた機械的耐久性を示す。本研究は市販ITOに匹敵・超える導電性と透明性を両立する実

概要 銅コア（30〜55 nm）を中空炭素球（約210 nm径、80 nm空洞）内に封入した卵黄殻構造Cu@Cナノコンポジットの簡便・スケーラブルな合成法を報告。熱分解時に空洞がCu核生成を閉じ込め、単分散コアを形成し、そのサイズは銅塩負荷量で制御可能。炭素シェルをKOH（質量比1:4）で活性化し、高多孔性マイクロ/メソポーラスネットワークを形成することで触媒性能を劇的に向上。活性化触媒は120℃、3 MPa CO/O₂（2:1）下でターンオーバー周波数（TOF）8.6 h⁻¹、メタノール転化率17.1%を達成。リサイクル試験で7サイクル後もCu溶出<0.01%と卵黄殻設計の堅牢性を実証し、環

概要 高誘電率・磁性を有するMnZnフェライト薄膜をp-Si基板上に堆積し、グラフェン電界効果トランジスタ（GFET）のゲート絶縁層として統合、赤外（IR）およびテラヘルツ（THz）デバイス応用を探索した。堆積パラメータを最適化し、超薄膜で高透明なMnZnフェライト層を得て、単層グラフェンチャネルの巨大磁気抵抗によるTHz透過の磁気変調を可能にした。異なるゲートバイアス下での赤外光輸送も調査し、誘電体表面品質と相関する大幅な電流増強を観測した。 背景 赤外（IR）とテラヘルツ（THz）技術はレーダー、無線通信、セキュリティシステムに不可欠。これらスペクトル領域で効率的に動作する材料・ヘテロ構

概要 フェザー状酸化亜鉛（ZnO）階層構造を、シード層や金属触媒なしで、逐次イオン層吸着反応法（SILAR）によりSi基板上に室温で直接作製した。二段階の核生成・成長プロセスを含む成長経路を提案し、独特のフェザー形態を解明した。UV-Vis-NIR分光、I-V、I-t測定など詳細な光学・構造・光電子特性評価により、優れた反射防止特性と顕著な光感度を実証。これらの知見は、SILAR成長フェザー状ZnOが先進フォトディテクタデバイスの有力候補であることを示唆する。 背景 ZnOは幅広いバンドギャップ（~3.37 eV）と大きい励起子結合エネルギー（~60 meV）を持ち、UV/青色発光ダイオード

概要 アジアアロワナ（Scleropages formosus）の性別をアトモル（10⁻¹⁸ M）検出限界で特定する超高感度電気化学DNAバイオセンサーを開発した。センサーは、スクシンイミド基で官能基化したアクリルマイクロスフィアとコロイド金ナノ粒子（AcMP-AuNP）をカーボンスクリーン印刷電極上に固定化したものを用いる。アミノ修飾DNAプローブをAcMPに共価結合させ、アロワナ標的DNAとのハイブリダイゼーションをアントラキノン-スルホン酸を酸化還元ラベルとして差分パルスボルタンメトリー（DPV）で定量した。最適条件下で検出限界1.0×10⁻¹⁸ M、直線範囲1.0×10⁻¹⁸〜1.0×