概要 二次元（2D）材料のナノエレクトロニクスと関連応用は、半導体単層との重要な接触問題によって妨げられています。この問題を解決するための根本的な課題は、低ショットキー障壁を持つp型またはアンビポーラトランジスタの選択的かつ制御可能な作製です。ほとんどのp型トランジスタはタングステン セレニド（WSe₂）で実証されていますが、高い成長温度が必要とされてきました。ここでは、シーディング プロモーターと低圧CVDプロセスを利用して、成長温度を800°Cに低減し、組成揺らぎを抑制し、高品質なヘテロ界面を実現するWSe₂の逐次成長を促進します。パターン化されたグラフェンのエッジにおけるWSe₂逐次成長

概要 低出力レーザー療法（LLLT）は腫瘍組織/細胞を標的とする安全な光療法として知られる。また、標的ナノ粒子使用はがん治療成功率を高める。本研究は、葉酸（FA）/メトトレキサート（MTX）担持シリカ被覆金（Au@SiO₂）ナノ粒子（NPs）とLLLTの併用効果を乳がん治療で検証することを目的とした。 NPsを合成し、FTIR、TEM、DLS-ゼータで特性評価。NPsは球状形態、平均直径約25nm、正電荷（+13.3mV）を示し、FAとMTX共役後は正味電荷約-19.7mVに低下。 細胞取り込み研究で、FAとMTX担持NPsで両乳がん細胞株、特にMDA-MB-231（葉酸受容体高発現）への

概要 ヘテロ接合構築は光触媒性能向上の効果的戦略。本研究では、典型的な機械的混合法によりZnTiO₃/Bi₄NbO₈Clヘテロ接合を作製し、性能向上を実現。キセノンアークランプ照射下でのローダミンB（RhB）分解速度は、個別のZnTiO₃やBi₄NbO₈Clよりヘテロ接合で高い。ZnTiO₃とBi₄NbO₈Clの結合は光励起キャリアの再結合を抑制。過渡光電流応答（PC）、電気化学インピーダンス分光法（EIS）、光ルミネッセンス（PL）スペクトル、時間分解PL（TRPL）スペクトルにより量子効率向上を実証。本研究は工業応用における光触媒開発に貴重な知見を提供する。 はじめに 光触媒は近年大きな

概要 二酸化チタンナノ材料は優れた物理化学的特性により多数の分野で応用されており、それが人間の健康への潜在的脅威となっている。最近の多数のin vivo研究で、二酸化チタンナノ粒子（TNPs）が様々な曝露経路で動物の脳に輸送されることが明らかになっている。吸収されたTNPsは脳に蓄積し、神経細胞を攪乱して脳機能障害を引き起こす可能性がある。in vitro研究でもTNPsの神経毒性が検証されている。しかし、TNPs神経毒性のメカニズムは不明確。ネクロプトーシスがTNPs神経毒性に関与するかは未知。そこでin vitro研究を実施し、TNPsがSH-SY5Y細胞で用量依存的に炎症障害を誘導し、ネ

概要 ハイブリッドペロブスカイトベースの表面プラズモンナノレーザーの特性を体系的に研究しました。ペロブスカイトのアニオン組成を変えることで、発光波長を容易にチューニングできます。SiO2でコーティングされた異なる金属（Au、Ag、Al）プレート上に配置されたハイブリッドペロブスカイトナノワイヤを特徴とするフルスペクトルモデリングを実施しました。提案されたプラズモニックギャップモードを支持するナノキャビティは、低透明度閾値ゲインや低レーザー閾値など、ナノレーザーの優れた特性を示しました。Ag上のMAPbBr3ナノレーザーの実験結果でも、低閾値動作が確認されました。これらの優れた特性は、強い結合に

概要 清浄なシリカ表面は高い表面エネルギーを持つ。その結果、衝突するシリカナノ粒子は、広範な衝突速度範囲で跳ね返るのではなく付着する。しかし、しばしばシリカ表面は吸着物質、特に水によって不活性化されており、表面エネルギーを大幅に低下させる。本研究では、結合の切断と形成を可能にするREAXポテンシャルを用いた原子論的シミュレーションにより、表面水酸基化がシリカナノ粒子衝突に与える影響を検討した。清浄ナノ粒子衝突と比較して、跳ね返り速度が1桁以上低下することを見出した。 背景 シリカナノ粒子（NPs）の衝突は、地球物理学や惑星科学の多くの分野で重要な役割を果たす。地球や他の惑星の砂丘物理学[1]

概要 本研究では、標的特性を有する抗がんナノ粒子であるアプタマー・金ナノ粒子（Apt-Au）修飾モリンpH感受性リポソーム（MSL）の合成を提案する。腫瘍微小環境は正常組織と異なり、一般的にpHが低いため、薬物の効果を阻害する要因となる。そのため、pH応答性薬物が注目を集めている。金ナノ粒子（AuNPs）は、微小サイズ、優れた生体適合性、容易な表面修飾、強力な細胞透過性により、薬物キャリアとしての可能性を秘めている。Apt-Au@MSLは優れた単分散性と腫瘍標的特性を示し、透析により弱酸性環境下で薬物を放出する。MTT法によるスクリーニングの結果、SGC-7901細胞の増殖を効果的に抑制できる

概要 卵黄-殻構造リン酸カルシウムマイクロスフェアは、優れた物理化学的特性と生体適合性により医療応用への大きな可能性を秘めています。しかし、高吸着能力を持つ卵黄-殻構造リン酸カルシウムの開発は課題となっています。本研究では、アデノシン5-三リン酸二ナトリウム塩（ATP）をリン源、グルコン酸カルシウム一水和物（CG）をカルシウム源とし、セルフテンプレート法で多孔性卵黄-殻構造マイクロスフェア（ATP-CG）を合成しました。その比表面積（SBET = 143 m²/g）は、カルシウム源を乳酸カルシウム五水和物（CL）に置き換えて合成したATP-CLマイクロスフェアの約3倍に相当します。Ca/Pモル

概要 1000回負荷/除荷サイクル）を実現。この高性能全繊維圧力センサーは、スマート衣料、活動モニタリング、ヘルスケアデバイス分野への応用が期待されます。 はじめに ウェアラブルエレクトロニクスの発展に伴い、e-skinデバイス、健康モニタリングシステム、スマートロボットなど多様な用途でフレキシブル圧力センサーの需要が増大しています。これらの用途で実用的に採用するには、正確な診断や解析のための網羅的情報を提供する優れた感度性能が必須です。 これまで、カーボンナノチューブ（CNT）、グラフェンナノシート、金属ナノワイヤー、導電性ポリマー、それらの複合材料など、ナノ材料の最適化によるセンサー性能

概要 臨床免疫アッセイで使用される複合体群を報告します。この複合体群は、PAMAM共役ヤギ抗ウサギIgGと量子ドット（QDs）共役ヤギ抗マウスIgGで構成されます。ウサギ抗抗原抗体とマウス抗抗原抗体を添加すると、対応する抗原が検出されます。この複合体を用いた実験はシンプル、便利、短時間、少ステップで、フローサイトメトリー（FCM）、免疫細胞化学（ICC）、免疫組織化学（IHC）など様々な実験法に適用可能で、多種多様な抗原検出が可能です。 はじめに 量子ドット（QDs）は、高蛍光量子収率、高光安定性、低光退色性により発光プローブとして広く使用されています。また、細胞イメージングとバイオテクノロ

概要 テトラキス(エチルメチルアミノ)（TEMA）およびテトラキス(ジメチルアミノ)（TDMA）前駆体を用いた原子層堆積（ALD）Hf₀.₅Zr₀.₅O₂薄膜の化学的・物理的・電気的特性を比較しました。金属有機前駆体の配位子が残留炭素濃度、粒径、結果としての強誘電特性に強く影響します。TDMA前駆体で堆積したHf₀.₅Zr₀.₅O₂膜は、より低い炭素濃度とわずかに大きな粒径を示し、これらはより強誘電相優位の膜成長に有利で、ウェークアップ効果を抑制します。2.8 MV/cmサイクリング電場でのTDMA-Hf₀.₅Zr₀.₅O₂膜のウェークアップ試験では、10⁵サイクルまで悪影響のあるウェークアッ

概要 pH感受性フェリチンナノケージを用い、抗がん剤クルクミン（Cur）と液体フルオロカーボンのパーフルオロヘキサン（PFH）を内部に共封入し、腫瘍標的分子である葉酸（FA）を外殻に結合した多機能ナノプラットフォーム（FA-FCP）を開発しました。合成されたFA-FCPの平均粒径は47 nmで、様々な媒質中で安定な物理化学的特性を示し、高い生体適合性と生体安全性を有しています。低強度集束超音波（LIFU）照射下かつpH 5.0条件下で、24時間で薬物の53.2%が放出されました。7 WのLIFUを4分間照射後、pH 5.0においてFA-FCPは造影超音波イメージング能を発揮しました。FA受容体

概要 ガラス繊維-アルミニウム積層材（GFRP/Al積層材）の層間機械的特性に対する表面処理とインターリーフの相乗効果を検討しました。アルミニウム板をアルカリエッチングで処理し、さらにアルミニウム板とガラス繊維強化エポキシ複合材の間にグラフェン酸化物（GO）インターリーフを導入しました。ダブルカンチレバービーム（DCB）試験とエンドノッチドフレクチャー（ENF）試験を用いてモードIおよびモードII層間破壊靭性を評価した結果、インターリーフの靭性向上効率はアルミニウム表面特性とGO添加量の両方に依存することが明らかになりました。アルカリエッチング処理と0.5 wt% GOインターリーフの組み合わ

概要 遷移金属ドープ二次元層状材料は、水処理中に磁化増強と触媒安定性向上を示し、複数産業分野での環境応用可能性を秘めています。本研究では、コバルト（Co）ドープ窒化ホウ素ナノシート（BN-NS）をそのような応用向けに探索しました。化学剥離プロセスでBN-NSを剥離し、水熱法で様々な濃度（2.5、5、7.5、10 wt%）のCoドーパントを導入しました。X線回折（XRD）研究で、合成材料の六方晶相形成によりドープ後に結晶性改善示唆。選択領域電子回折（SAED）で結晶性向上確認、XRD結果裏付け。層間隔はGatanデジタルマイクログラフソフト装備高分解能透過電子顕微鏡（HR-TEM）で評価。組成・

概要 光トラッピングは超薄型太陽電池の重要な性能であり、光活性領域での光吸収増加だけでなく、非常に少ない材料で効率的な吸収を可能にします。半導体ナノアンテナは光トラッピングを強化し、太陽エネルギー変換効率を向上させる能力を持ちます。本研究では、ガリウムヒ素（GaAs）ナノアンテナベースの太陽吸収体を提案します。468-2870 nm波長範囲で90%以上のニアパーフェクト光吸収を達成し、太陽放射に対する超広帯域・ニアユニティ光トラッピングを示します。最大61.947 mA/cm²の短絡電流密度を獲得。さらに、優れた構造安定性と高温耐性を持ちます。これらは超コンパクト高効率光起電力セルと熱放射体実

概要 アルミニウムとニオブ酸リチウム（LN）構成を用いた2つのメタサーフェスカラーフィルター（MCF）設計を提案し、数値的に研究しました。これらはそれぞれ調整可能アルミニウムメタサーフェス（TAM）と調整可能LNメタサーフェス（TLNM）と表記されます。MCFの構成は、アルミニウムミラー層上に吊り下げられたメタサーフェスで構成され、ファブリ・ペロー（F-P）共振器を形成します。TAMとTLNMの共振は、底部ミラー層と上部メタサーフェス間のギャップを変化させることで、それぞれ100 nmと111 nmの調整範囲で赤方偏移します。さらに、対応する幾何学的パラメータを組み合わせることで、提案デバイス

概要 二次元（2D）材料と半導体の組み合わせは、環境汚染とエネルギー危機を解決する光触媒作製の効果的な方法と考えられています。本研究では、水熱反応により新規なRスキームTi₃C₂ MXene/MoS₂ナノシートの2D/2Dヘテロ接合を合成することに成功しました。Ti₃C₂ MXene/MoS₂複合材料の光触媒活性を、光触媒分解と水素発生反応で評価しました。特に、0.5 wt% Ti₃C₂ MXene/MoS₂試料は、メチルオレンジ（MO）分解率97.4%、水素発生速度380.2 μmol h⁻¹ g⁻¹の最適性能を示しました。これは光吸収能力の向上と比表面積の増加に起因します。さらに、Ti₃C

概要 我々は、マヨラナ束縛状態（MBS）をホストするトポロジカル半導体ナノワイヤーと、異なる温度に保たれた左右の非磁性電極に接続された量子ドット（QD）で構成されるハイブリッドデバイスにおける熱電効果を理論的に研究します。QD内の電子-電子クーロン相互作用を非平衡グリーン関数技術で考慮します。熱電効果（ゼーベック係数）の符号反転が、QD-MBS混成強度、ナノワイヤー両端のMBS間の直接重なり、系の温度を変化させることで発生することを発見しました。これはMBS検出に有用です。QDにゼーマン分裂がなく、磁性電極もないにもかかわらず、マヨラナフェルミオンのカイラル性によりMBSがQD内の特定のスピン

概要 バイオナノポアと比較すると、固体ナノポアを商用DNAシーケンシングに応用するには、依然としていくつかの課題を克服する必要があります。空間分解能と時間分解能の低さが、2つの主要な課題です。ナノポアの長さや固体ナノポアの表面特性の制約により、空間分解能には改善の余地があります。一方、DNAは電気的な力で非常に速くトランスロケートするため、有効なデータポイントがほとんど得られません。したがって、DNAトランスロケーション速度を適切に制御できれば、固体ナノポアの時間分解能を向上させることができます。このミニレビューでは、空間分解能を向上させる手法を簡潔にまとめ、ナノポア検出の分解能を高めるための

概要 ガス充填超音波（US）造影剤は体内で容易に崩壊し、ガスが容易に漏出するため、USイメージングの有効性が制限されています。この問題に対処するため、MRネガティブ造影剤Fe₃O₄、蛍光色素Cy5.5、CO₂放出ドナー（Na₂CO₃）を担持した注射可能なガス生成マルチモードシステムを開発しました。ナノ粒子は体内の酸性腫瘍組織で二酸化炭素（CO₂）ガスを連続生成し、超音波イメージング下で腫瘍に強いエコー信号を与えます。さらに、ナノ粒子は腫瘍組織のMRと蛍光イメージングに優れた効果をもたらします。結果は、このpH応答性NPシステムがMR/US/蛍光イメージングで良好な効果を提供することを示していま