要旨 深刻化する世界的エネルギー危機に直面し、再生可能エネルギー源がますます重要に。太陽エネルギーは豊富で安価、最も有望な候補。数十年にわたる高性能光起電力（PV）デバイス進歩にもかかわらず、モジュール高コストが普及を制限。過去10年間、コスト効率良い太陽電池需要がPVスペクトラム全体の研究加速。本レビューは低コスト・高効率ペロブスカイト太陽電池（PSC）の最近のブレークスルーに焦点、主要開発と最新成果を総括。 はじめに 現在、世界エネルギー消費の約85%が化石燃料由来、環境悪化と健康リスクに寄与。2050年までに世界エネルギー需要倍増予測[1]。対応として再生可能電力（風力、水力、太陽光）

要旨 分散補正密度汎関数理論（DFT-D2）を用い、Cr、Mn、Fe、Coでドープしたカオリナイトナノクレイを調査。これらドーパントが結晶幾何学と電子構造をどう修飾するかを検討し、強磁性（FM）、反強磁性（AFM）、非磁性（NM）構成を評価。結晶体積、格子定数、結合長、電荷分布、スピンモーメント計算から、Cr³⁺とFe³⁺がAFM状態を好み、Mn³⁺がAFMとFM両状態を安定化、Co³⁺がNM状態を好むことが判明。金属置換は格子拡大とバンドギャップ内局在状態導入をもたらし、触媒とエネルギー貯蔵へのカオリナイト機能化新規道を開きます。 背景 広く分布するナノクレイ鉱物カオリナイトは層状構造と豊

要旨 コアシェル構造はコアとシェル両材料の長所を組み合わせ、次世代エネルギー貯蔵の鍵属性である導電性向上と表面積拡大を実現します。ここでは、ニッケルフォーム（NF）上に直接成長した階層的NiCo₂S₄@NiMoO₄コアシェルヘテロ構造ナノチューブアレイを報告。この新規構造は5 mA cm⁻²で2006 F g⁻¹の比容量を達成し、プリステンNiCo₂S₄ナノチューブ（約1264 F g⁻¹）を上回ります。NiCo₂S₄@NiMoO₄/NFと活性炭（AC）を対極とした非対称スーパーキャパシタ（ASC）で、2000サイクル後78%容量維持、2 mA cm⁻²でエネルギー密度21.4 Wh kg⁻¹

要旨 本研究は分子動力学シミュレーションを用いて、表面相互作用がナノチャネル内油輸送にどう影響するかを解明します。チャネル幅、油の極性、材料組成、表面粗さがすべて油分子の質量中心（COM）変位と拡散に顕著な影響を与えることがわかりました。6 nmチャネルではCOM変位が2 nmチャネルの30倍以上、チャネル中心の拡散係数は表面付近のほぼ2倍。極性油成分はシリカ基板との静電相互作用が強く、非極性オクタデカンと比較して移動度を大幅に低下。金基板は遥かに高い相互作用エネルギーを課し油をほぼ固定化、方解石は中程度の変位を許容。ナノスケール空洞は局所輸送を変化：浅い空洞はチャネルを効果的に拡大し変位をわ

要旨 がん幹細胞（CSCs）の標的化は現代腫瘍学の中心です。Ehrlich癌（EC）モデルを用いて、CD44⁺/CD24⁻細胞が優勢なCSCサブ集団であり、CD44⁻細胞の10倍の腫瘍形成能を持つことを同定。GdYVO₄:Eu³⁺オルトバナジウム酸塩ナノ粒子とコレステロールからなるハイブリッドナノ複合体が腫瘍増殖を著しく抑制。in vivo治療で対照比74.7%のCD44^high細胞割合減少、CD117⁺間質細胞増加、生存期間3.5倍延長を達成。 背景 悪性増殖は医学における最も緊急な課題の一つです。最近の進歩はCSCsの発見にかかっており、これらは従来療法に抵抗し再発を駆動します。CD4

要旨 ナノ流体（100 nm以下の粒子懸濁液）は過去30年間で主要な研究フロンティアとなっています。多くのナノ流体システムを網羅する広範なレビューがある一方で、優れた分散性、化学的安定性、無毒性で知られるTiO₂ナノ流体に焦点を当てた分析は、熱伝達とエネルギー関連用途への実用的知見を提供します。この第1弾では、TiO₂ナノ流体の調製、安定性、核心物理特性における最近の進歩を統合し、続く熱伝導率議論の舞台を整えます。 レビュー 背景 ナノ流体の発展 従来の液体冷却剤の熱伝導率は固体金属より遥かに低いです。基底液に固体ナノ粒子を導入すると熱伝達性能を向上できますが、ミリメートルスケール粒子は分散

要旨 アルツハイマー病（AD）治療は、血液脳関門（BBB）のため脳内で治療濃度に達しないことが多いです。我々はコレステロール修飾プルラン（CHP）ナノ粒子にアセチルコリンエステラーゼ阻害剤ドネペジル（DZP）を封入し、表面をポリソルベート80（PS）でコーティングして能動的BBBトランスサイトーシスを達成しました。動的光散乱と等温滴定熱量測定により、1:5（w/w）のDZP:CHP比が最適と同定し、高い薬物捕捉率（86.5%）と薬物負載率（13.4%）を得ました。in vitro放出試験では72時間持続的なDZP放出を実証。マウスでのin vivo蛍光イメージングでPSコートナノ粒子が脳組織に

要旨 血液脳関門（BBB）の存在により、脳への薬物標的化は依然として大きな課題です。この関門は中枢神経系への物質侵入を厳密に制御する洗練された毛細血管ネットワークです。したがって、BBB生理学の深い理解は治療成功に不可欠です。最近の証拠は、ゼブラフィッシュ（Danio rerio）が哺乳類との遺伝的、解剖学的、機能的類似性により、BBB透過性研究のための高度に保存された汎用性の高いモデルであることを示しています。ゼブラフィッシュは低維持コスト、高い繁殖力、透明な胚による薬物分布のライブイメージングなどの利点を提供します。ナノ粒子ベースのプラットフォームは神経特異的薬剤をBBB越えさせる強力なツ

要旨 世界的な食糧安全保障は、農薬残留、重金属汚染、有害元素粒子による土壌、水、作物品質の悪化という圧力に直面しています。これらの汚染物質は神経毒性、発がん性、代謝障害など深刻な健康リスクをもたらし、年間推定22万人の命を奪っています。従来のモニタリング手法（GC、HPLC、MS）は正確ですが、高コスト、時間を要し、熟練技術者が必要です。ナノテクノロジーにより、安価、迅速、高感度なバイオセンサーとナノセンサーの開発が可能となり、金属イオン、農薬、微生物、その他の分析対象を高い特異性と最小限の健康影響で検出できるようになりました。本レビューでは、農業生態系におけるバイオ・ナノセンサー技術の現状を

要旨 二硫化モリブデン（MoS₂）は適度な水素吸着自由エネルギーを持ち、水素発生反応（HER）触媒として貴金属に代わる優れた材料です。MoS₂の厚さはそのエネルギー帯構造と界面工学に影響を与え、HER性能を調整する鍵となります。本研究では、原子層堆積法（ALD）によりガラス状炭素（GC）基板上に異なる厚さのMoS₂薄膜を直接成長させました。ALDサイクル数を制御することでMoS₂薄膜の厚さを精密に制御できます。作製したMoS₂/GCはバインダーなしで直接HER触媒として使用しました。実験結果によると、200サイクル（厚さ14.9 nm）のMoS₂が最も優れたHER性能を示しました。過度な厚さは

概要 地球環境とエネルギー問題により、日常生活におけるグリーンで効率的なエネルギー貯蔵デバイス需要が高まっています。リチウムイオン電池（LIB）は重要なエネルギー貯蔵デバイスとして注目されています。グラファイトはLIB負極として使用されますが、理論容量が低いため、より高容量な負極材料開発が必要です。近年の新規酸化鉄およびその複合材料のLIB負極への応用戦略と研究進展を総説します。ここでは、気相堆積、共沈殿、電気化学法など、酸化鉄ベースナノ構造を取得する代表的合成法を列挙。特にin-situ X線回折と⁵⁷Feメスバウア分光法によるキャラクタリゼーションを詳述。さらに、酸化鉄ベースナノ構造とその

概要 化学療法薬をカプセル化するキャリアとして細胞を利用する戦略が腫瘍学で有望視されています。全身毒性の低減、腫瘍標的化改善、薬物浸透向上により、細胞ベース送達システムは大きな臨床ポテンシャルを秘めています。最近の進展で、赤血球、白血球、血小板、免疫細胞、さらには腫瘍細胞内に薬物を封入することで、遊離化学療法薬を上回る成果が示されています。さらに、化学療法薬、光感受剤、光熱剤を同時送達する多機能プラットフォームが、薬剤耐性・転移性がんに対する相乗治療を実現。しかし、ほとんどの研究は前臨床段階にとどまり、薬物担持細胞の長期保存、安全な輸注プロトコル、免疫適合性などの主要課題解決が臨床翻訳の前提と

概要 ナノ粒子キャリアは薬物の親水性を調節し、細胞取り込みを改善し、オフターゲット効果を低減できます。金属有機構造体（MOF）は金属イオンと有機リンカーから自己組織化する結晶性多孔質ナノ材料で、生分解性、調整可能な細孔サイズ、多様な表面化学を備えます。その剛直な構造は生理的ストレス下で封入薬物を保護し、配位子修飾により過剰発現腫瘍バイオマーカーへの選択的結合を可能にします。腫瘍特異的なキュー（高H₂O₂、低酸素、グルタチオン）に応答するよう設計されたMOFは、血中での最小限のリークと悪性部位での制御放出を保証します。本レビューでは腫瘍治療向け刺激応答性MOFを概観し、設計戦略と治療成果を強調し

概要 184.9 nm紫外線（UV）照射が高耐圧4H-SiC PiNダイオードの静的特性に与える影響を調査しました。順方向伝導特性は照射後ほぼ変化しない一方、逆方向ブロッキング電圧が顕著に上昇。TCADシミュレーションでは、表面負電荷増加による空乏層拡大が改善の原因と示唆。深準位過渡スペクトル法（DLTS）でUV誘起深準位欠陥がトラップ負電荷を支配し、ブロッキング電圧向上に寄与することを確認。これらの知見は、UV照射がSiCパワーデバイス特性を調整する強力なツールとなり得ることを示しています。 はじめに シリコンカーバイド（SiC）はワイドバンドギャップ、高臨界電界、高電子飽和速度、優れた熱

概要 反応性酸素種（ROS）は二面性を持ちます：細胞シグナル伝達に不可欠である一方、高濃度では致死的です。腫瘍内で意図的にROSを上昇させることで、ナノメディシンは選択的に酸化ストレスを誘発し、がん細胞死を導くことができます。本レビューでは、ROS毒性を治療ツールへ転換する最近のナノテクノロジーを概説し、光線力学療法（PDT）、ケモダイナミック療法（CDT）、放射線増感戦略に焦点を当てます。 はじめに ROS（一重項酸素¹O₂、スーパーオキシドアニオンO₂⁻·、ヒドロキシルラジカル·OH、過酸化水素H₂O₂）は主にミトコンドリア電子伝達系に由来します。低レベルROSは正常生理を支えますが、過

概要 背景 ガラス上のポリマーナノピラーアレイが、U2OS骨肉腫細胞のアクチン細胞骨格とフォーカルアドヒジョン（FA）構成にどう影響するかを調査しました。解析の結果、ピラー密度と幾何学によって、基底面全面接触、周辺接着、ピラー上浮遊の3つの細胞レジームが存在することが判明。高密度アレイでは周辺FAとリング状アクチンコルテックスが誘導され、柔軟な基板上の細胞応答を模倣します。 結果 電子ビームリソグラフィで、ピッチ500–2000 nm、高さ500–1000 nmのSU-8ナノピラーアレイを作製。U2OS細胞（LifeAct-GFP、TagRFP-ビンクリン発現）を高分解能Airyscanイメー

概要 ブルセラ症は世界で最も一般的な細菌性人獣共通感染症です。従来診断法（培養、血清学、PCR）は長いターンアラウンドタイム、限られた感度、交差反応性などの課題を抱えています。本研究では、これらの短所を克服する金ナノ粒子局在表面プラズモン共鳴（LSPR）ナノバイオセンサーを提案します。ブルセラ・メリテンシスとブルセラ・アボルタス由来の平滑型リポ多糖（LPS）を10 nm金ナノ粒子に共価固定化。患者の抗ブルセラ抗体結合によりLSPRピークの測定可能な赤方偏移が生じ、感染血清と非感染血清を定量的に識別可能。40検体（培養陽性20、陰性20）の盲検試験で、感度85%、特異度100%、陽性的中率100

概要 ナノインプリントリソグラフィと再成長プロセスにより作製された12重対称性GaNフォトニック準結晶ナノロッドアレイから、大面積・高品質な多色発光を報告します。InₓGa₁₋ₓN/GaN多重量子井戸（MQW）を光励起し、効率的な青色（460 nm）と緑色（520 nm）光を取得。有限要素シミュレーションでMQW発光とフォトニック結晶バンドエッジ共鳴の強い結合を確認しました。 背景 ワイドバンドギャップGaN材料は、LED、レーザーダイオード、バイオセンサー、オプトジェネティクスツールなど幅広い光電子デバイスを支えています。重要な課題の一つはリンフリー白色LEDの実現で、マルチチップ、モノリ

概要 チタン合金は強度と生体適合性から整形外科インプラントの標準材料ですが、不活性な表面が骨結合を阻害し、インプラント脱落を招くことがあります。本研究では、マイクロアーク酸化（MAO）法でチタン上に銅ドープ二酸化チタン（Cu–TiO₂）微細多孔質コーティングを作製しました。表面解析により、Cu、Ca、P、Ti、Oが均一に分布した三次元ポアネットワークが確認され、XRD/XPSでTiO₂（ルチルとアナターゼ）とCuO相が同定されました。インビトロでは、MC3T3-E1細胞が未コーティングTiおよびTCPコーティングTiよりもCu–TiO₂上で優れた接着、増殖、骨形成マーカー発現を示しました。イン

概要 量子ドット（QD）染料複合体は次世代フォトボルタイクスに有望ですが、界面電子環境が電荷移動効率を制限することが多々あります。本研究では密度汎関数理論（DFT）を用い、広帯域吸収染料D131の共吸着が、N719修飾Cd₃₃Se₃₃ QDの結合幾何学、エネルギー準位整列、電荷移動結合にどう影響するかを解析しました。計算結果、イソシアネートアンカーは電子移動を促進し、カルボキシレートアンカーはバランスの良い電子・正孔分離を促すことが判明。D131の存在は染料のフロンティア軌道を安定化し、中間ギャップ状態を減らし、電子注入の駆動力を増大させながら逆移動を抑制します。これらの知見は、染料結合モチー