概要 ポリエチレングリコール（PEG）コーティングコバルトフェライトナノ粒子とナノスフィアの毒性比較研究を報告します。ナノ粒子は水熱法、ナノスフィアは溶媒熱法で調製。ナノ材料表面をPEGで修飾しました。調製試料の形態解析にX線回折（XRD）、フーリエ変換赤外分光（FTIR）、ラマン分光、熱重量分析（TGA）、電子顕微鏡手法を用いました。構造解析により、直径20-25 nmの多結晶コバルトフェライトナノ粒子と80-100 nmのナノスフィア形成を確認。クンミンSPFマウス（雌、6-8週齢）を用い、コバルトフェライトナノ粒子とナノスフィアによるマウス各臓器毒性を調査。生物分布、生化学指標、病理組織

概要 頭頸部扁平上皮癌（HNSCC）は最も致死率の高い癌の一つで、その90%が扁平上皮細胞に由来します。NAD(P)H:キノン酸化還元酵素1（NQO1）は扁平上皮癌で過剰発現し、増殖と化学療法抵抗性に重要な役割を果たします。本研究の主目的は、β-ラパチオン（臨床名ARQ761）のHNSCCに対する阻害効果と、5-フルオロウラシル（5-FU）とβ-ラパチオンの併用による治療効果向上を検証することです。5-FU/β-ラパチオンを担持した脂質二重層修飾メソポーラスシリカナノ粒子を調製し、その物理化学的・生物学的特性を評価しました。β-ラパチオンはCal33細胞で濃度依存的にNQO1酵素活性を阻害し、

概要 円二色性（CD）は、光がキラル分子や三次元（3D）または二次元（2D）空間で鏡像対称性を持たないナノ構造と相互作用する際に生じる現象です。天然物質では光学的カイラリティ効果は非常に弱いですが、ナノスケールで空間対称性が破られた合成キラル構造では大幅に設計・増強可能です。したがって、安価・短時間で巨大CDを示す複合材料の作製は先進光学技術にとって望ましい課題です。本研究では、大面積金属ナノクレッセントアレイ構造の巨大CDを理論的・実験的に検証しました。測定されたCDスペクトルの最大値は0.5を超え、ピーク強度を維持しながらCDスペクトルを広範囲に効果的に調整可能でした。これは円偏光による格

概要 本研究では、クルクミン（CUR）の生体適合性を高めるため、フィコシアニン（PC）で機能化し、クルクミンを担持したビオチン-キトサンオリゴ糖-ジチオジプロピオン酸-クルクミン（BCSC）ナノ粒子（CUR-BCSC@PCs）を設計しました。BCSCの構造は1H-NMRで確認されました。平均流体動力学直径160.3±9.0 nmのCUR-BCSC@PCsでは、生体模倣タンパク質コロナがナノ粒子に優れた安定性と血液循環中のタンパク質吸着回避能を付与しました。インビトロ放出実験により、酸化還元応答性シェルを持つCUR-BCSC@PCsが高濃度グルタチオンに感受性を示すことが検証されました。さらに、

概要 抗がん剤を効率的かつ選択的に腫瘍細胞へ送達し治療効率向上させることは依然困難。本研究では、アプタマー修飾メソポーラスシリカナノ粒子ベース効率的細胞標的薬物送達システム（Sgc8-MSN/Dox）構築。アプタマーSgc8の腫瘍標的能利用しドキソルビシン（Dox）を白血病細胞へ標的送達、治療効率向上と毒性低減図る。本研究でSgc8-MSN/Dox持続的Dox放出示し、CCRF-CEMヒト急性Tリンパ芽球白血病細胞標的化し効率的殺傷、がん治療への可能性示唆。 はじめに 急性リンパ芽球性白血病（ALL）は人類健康深刻脅かす異質性悪性腫瘍[1–3]。米国で年間約6000例ALL診断、特に小児・思

概要 強力な電磁波変調器設計は光通信技術進歩に不可欠。本研究では、グラフェンの遷移帯間遷移とメタマテリアル磁気双極子共振の相互作用を利用し、近赤外領域電磁波振幅を効率的に変調する方法を研究。メタマテリアル反射スペクトルが遷移帯間遷移以下波長域で著しく減少、磁気双極子共振からの増強電磁場がグラフェン光吸収大幅増大させるため。外部電圧印加でグラフェンフェルミエネルギー変化させ、遷移帯間遷移を磁気双極子共振接近させると、磁気双極子共振波長近傍で反射スペクトル最大変調深度約40%達成。 背景 機械的力、温度変化、電気電圧、レーザービーム等外部刺激[1,2,3,4]で電磁波スペクトル特性動的制御は、ホ

概要 太陽エネルギーは汚染なしで容易に回収可能な環境エネルギー源の一つです。太陽電池による意図的回収でエネルギーを電子流に変換し電力生産するには、吸収効率を高める最先端技術が必要。太陽電池構造は吸収効率向上へ研究されてきましたが、多くは狭い角度許容と偏光感度のみで高効率吸収可能。したがって、太陽エネルギー効率的収穫には偏光感度最小限の広帯域吸収体が強く求められています。本論文では、二重負（DNG）特性を持つ新規分割六角パッチアレイ（SHPA）形状メタマテリアル吸収体を提案。広吸収帯域と低偏光感度で太陽スペクトルエネルギー収穫を実現。提案SHPA形状は単一垂直スリットを持つ6ナノアームと矢尻対称

概要 TiO₂（P25）担持Au-Pd二元ナノ粒子は溶媒フリーベンジルアルコール酸化で顕著な性能示す。しかし、TiO₂結晶形が触媒活性に及ぼす影響は未解明。本研究ではルチル、ブルッカイト、アナターゼTiO₂を合成し、堆積-沈殿法でAu-Pd（1:1モル比）ナノ粒子を担持。実験結果、Au-Pd/ルチル触媒が最高ベンジルアルコール転化率示す一方、ベンズアルデヒド選択性最低、トルエン収率最高。ICP-AES、XRD、XPS、TEM解析で、Au-Pd粒子サイズ分布狭小化と表面OαおよびPd2+種濃度増大が優れた性能の要因と特定。リサイクル試験でAu-Pd/ルチルがアナターゼ、ブルッカイト対比より大きな

概要 臨床承認済みMRI造影剤Omniscan（Omn）を二重乳化法で封入したゼラチナーゼ応答性ナノ粒子（NPs）を設計。得られたOmn-NPsは均一サイズ（~120 nm）、高封入効率（~45%）、少なくとも6日間の安定性を示しました。インビトロでコラゲナーゼIVがNP迅速分解とOmn放出を誘発。ヒト口腔扁平上皮癌（OSCC）異種移植モデルでは、Omn-NPsが30分で腫瘍/背景比（TBR）2.23±0.10を達成、遊離Omn（5分で1.48±0.01）を上回り、コントラスト持続時間を180分まで延長。これら結果はOmn-NPsが優れた特異性と延長循環を提供し、次世代腫瘍標的MRI造影剤とし

概要 本研究では、4H-SiC分離吸収電荷乗算（SACM）アバランシェ紫外線フォトダイオード（UV APD）の体系的パラメトリック解析を提示。シミュレーションにより、ブレークダウン電圧が乗算層厚と電荷制御層ドーピングレベルに高感度であることを明らかにしました。n型オーミックコンタクト層、吸収層、電荷制御層の厚さが光透過、キャリア生成、したがって応答度に大きく影響。吸収層-電荷制御層界面のバンドバリア高さ低減がキャリアの乗算領域への輸送を促進し応答度向上。さらに、メサベベル角最適化でエッジ電界低減、暗電流抑制。これらの知見は高効率4H-SiC SACM APD設計の明確な指針を提供します。 は

概要 簡易水熱法でカーボン量子ドット（CQD）修飾BiFeO3ナノ粒子を作製。TEMとXPSでBiFeO3表面への均一なCQD付着を確認。酸性オレンジ7（AO7）と六価クロム（Cr(VI)）をプローブ汚染物質として、可視光および近赤外（NIR）照射下での光・フェントン分解と光触媒還元を評価。CQD/BiFeO3複合材は、AO7除去でBiFeO3単体の2倍以上、Cr(VI)還元で最大80%向上し、優れた再利用性を保持。光電流とEIS測定で電荷分離強化を確認、ラジカルトラッピング実験でスーパーオキシド、正孔、ヒドロキシルラジカルが主要反応種と特定。CQDアップコンバージョン、電子移動、光・フェント

概要 本研究では、ケルビンプローブフォース顕微鏡（KPFM）を用いて、表面光電圧（SPV）マッピングによりシリコンナノワイヤ（SiNW）ラジアル接合（RJ）デバイスの開放電圧（VOC）を精密に抽出する手法を実証します。完成したRJ SiNW太陽電池での初期実験では、SPV値が従来のVOC測定と5%未満の差異でした。その後、個々のITOフリーRJ SiNW測定では、チップシャドウイングがSPV読み取りを大きくバイアスすることが判明。チップ形状と照明方向を最適化することで、SPV曲線が光パワーに対して対数的にスケールし、デバイスVOCと線形関係を維持することを実現。これらの結果は、非接触・ナノスケ

概要 垂直[100]配向InPナノワイヤは、従来の[111]成長ではアクセスできない独自の側面ファセットと断面幾何学を提供します。成長パラメータを体系的に変化させ、インシチュ事後成長アニーリングを適用することで、正方形、長方形、細長六角形、細長八角形、完全八角形など多様なファセット組み合わせを実現しつつ、高い垂直収率を維持しました。これらの設計されたファセット上に成長させた2つのラジアルヘテロ構造例が、次世代光電子デバイスへの本プラットフォームの可能性を示しています。 はじめに ナノワイヤの大きな表面積は、側面ファセットが形態、構造、電気的、熱的、光学的挙動に与える影響を増大させます1-5。

概要 互い違いに配置されたリボンとストリップからなるパターングラフェンメタサーフェスにおいて、調整可能なプラズモン誘起透明性（PIT）効果を実証しました。有限差分時間領域（FDTD）シミュレーションと結合モード理論（CMT）により、2つの独立したゲート電圧が左または右の透過ディップを選択的に抑制し、デュアルモードのオン・オフ変調器を実現できることを明らかにしました。本構造は同時に50%の吸収と0.7 psの群遅延を達成し、THz吸収体とスローライトデバイスへの応用可能性を示唆しています。詳細な結合解析により幾何学的パラメータの役割が解明され、多機能変調器のための汎用的プラットフォームを提供しま

概要 シナプスデバイスは、次世代の省電力・高速ニューロモルフィックシステムの基盤です。本研究では、異方性レニウムジスルフィド（ReS₂）ベースの電荷トラップ型シナプスを作製し、長期増強（LTP）と長期抑制（LTD）を忠実に再現しました。大規模ニューラルネットワークへの適用可能性を検証するため、イェール顔データベースから120枚の画像で3層人工ニューラルネットワーク（ANN）を訓練し、未見の45枚でテストしました。ReS₂デバイスの120段階の微調整可能なコンダクタンス状態をANNの105超の重みにマッピングすることで、ネットワークは100%の認識率を達成し、実用的ニューロモルフィック応用へのデ

概要 固体酸化物燃料電池（SOFC）の長期運転は、アノードに顕著な異方的変化を引き起こします。電子ナノトモグラフィーを用い、市販SOFCスタックの運転前（3,800時間連続運転後）の微細構造を調べました。3Dデジタル再構成の解析により、ニッケル（Ni）相と気孔相が強い異方性を発現する一方、イットリア安定化ジルコニア（YSZ）等方性を維持することが明らかになりました。これらの微細構造変化は電子およびガス輸送経路を変化させ、正確なSOFCモデルには異方性パラメータの導入が不可欠であることを示しています。本知見は、劣化したSOFCの現実的なシミュレーションに必須のデータを提供します。 背景 固体酸

概要 ポリ塩化ビフェニル（PCB）は持続性のある内分泌攪乱汚染物質であり、発がん性や生殖毒性など深刻な健康リスクをもたらします。本研究では、3A-アミノ-3A-デオキシ-(2AS,3AS)-β-シクロデキストリン水和物（β-CD）と二硫化スズ（SnS2)からなる複合材料を合成し、スクリーン印刷炭素電極（SPCE）に修飾してPCB検出に応用しました。SnS2ナノフレークを水熱法で作製後、マイクロピペットでSPCEに順次堆積し、さらにβ-CDをコーティングしました。得られたβ-CD/SnS2/SPCEは高い導電性とホスト-ゲスト包接によるPCBへの選択的結合を示し、サイクリックボルタメトリー（CV

概要 モリブデンホスファイド（MoP）は、水素発生反応（HER）における有望な非貴金属触媒です。しかし、アルカリ性環境での安定性と導電性の限界が実用化を妨げてきました。本研究では、尿素を炭素および窒素の両前駆体として用いるシンプルな2段階合成法により、NおよびC共ドープMoP（MoP-NC）ナノ粒子を作製しました。得られた材料は、1 M KOH（pH 14）において電流密度10 mA cm−2に達する過電圧がわずか131 mVであり、1,000サイクルのサイクリックボルタメトリー後も性能を維持します。 背景 世界的なエネルギー需要の増大と化石燃料の枯渇が、持続可能な代替エネルギーの探索を加速

要旨 ペロブスカイトマンガン酸化物は、1994年の巨大磁気抵抗（CMR）効果の発見以来、幅広い構造的・電子的・磁気的特性を示す材料として広く研究されてきた。親材料であるペロブスカイトマンガン酸化物に対し、化学組成LnxA1-xMnO3（Ln＝La、Pr、Ndなどの希土類元素、A＝Ca、Sr、Baなどの二価アルカリ土類金属）を持つ希土類ドープペロブスカイトマンガン酸化物は、希土類ドーピングによりマンガンの価数状態が変化し、輸送特性の中核を担うことから、より多様な電気的特性を示す。これらの異常な磁気・輸送特性の背後にある基本メカニズムの解明は、技術的重要性と相まって大きな関心を集めている。近年、電

概要 密度汎関数理論内第一原理計算で、III族からVI族ドーパントによる2D GeP₃単層置換ドーピングの電子特性と安定性を調査。導電特性はドーピングサイトとドーパント価電子数で劇的に変化。具体的に、Geサイト置換ではドーパント価電子数関数として金属-半導体振動示すが、Pサイト置換では完全に逆転。共ドーピングも研究、「論理AND」現象示す：共ドープGeP₃導電特性は単一ドーピング結果から単純論理関係で導出可能。さらにドーパント形成エネルギー調査、電子-正孔と正孔-正孔共ドープ系がクーロン引力でエネルギー的にかなり有利。本知見は2Dドーピング現象包括的理解提示、2D二元半導体電子特性調制の興味深