Ca2RuO4 に向けた、ダウンフォールディング法による電場印加 2 次元有効 Hubbard 模型の量子動的モン テカルロ法による波動関数ダイナミクス計算 工学府 量子物理工学専攻 Ca2RuO4（CRO）は通常絶縁体だが，低温かつ電流印加下で反磁性金属へ相転移する特異な現象を持ち，次世代のスイッチングデバイスへの応用可能性がある．一方このCROの非平衡状態での相転移現象の微視的機構は，実験と理論計算の双方で困難があり完全に解明されていない．本研究では，ダウンフォールディング法と量子動的モンテカルロ法という二つの手法を融合した新たな理論計算のアプローチにより，高精度かつ大規模 [...]
次世代人工関節を目指した機能性高分子ハイドロゲルの潤滑メカニズムの解明 工学府 機械工学専攻 本研究では，生体関節表面を覆う関節軟骨を，多くの水を内包し特徴的な力学挙動を示す“ハイドロゲル”の一種として捉え，ハイドロゲル材料がどのようにして滑らかで柔軟な運動を実現しているのかを，力学的な影響・生体環境からの影響の2つの面から探究する．特に，接触界面に着目し，ハイドロゲル表面と生体環境由来の高分子との相互作用が滑らかな動作に大きく寄与していることを，摩擦・摩耗試験を通して検証する．最終的に， [...]
熱フィラメントCVD法による単結晶ダイヤモンド中SiVの制御形成 総合理工学府 総合理工学専攻 本研究では、熱フィラメントCVD法によるダイヤモンド成長過程でSiV中心を形成し、成長条件と発光特性の相関を明らかにすることを目的とする。イオン注入法では注入損傷や局所ひずみにより発光品質が低下する課題があるため、成長中形成に着目する。CH₄/H₂比、Si濃度、投入電力、フィラメント材料などを制御し、構造・組成・光学評価を通じて、SiV中心の制御形成に向けたプロセス指針を得る。
コンクリートのASR膨張機構の岩石学的観察に基づく解明と膨張予測モデルの構築 工学府 土木工学専攻 本研究は，コンクリートのアルカリシリカ反応（ASR）による膨張・ひび割れの長期劣化メカニズムを解明し，高精度な膨張予測モデルの構築を目指すものである。骨材内部で生じる反応進行や組織変化を微視的に分析し，「反応－膨張－組織変化」を連成的に扱うモデルを定式化する。さらに，多様な骨材やアルカリ溶出特性を考慮した評価を行い，ASR劣化予測技術の高度化を通じて，社会インフラ構造物の維持管理や長寿命化への貢献 [...]
エナメル質再生を目指した成熟期エナメル芽細胞の分化機構解明とその制御 歯学府 歯学専攻 エナメル質は生体内で最も硬い組織であるが、エナメル質形成不全による組織構造の脆弱化、口腔内細菌が産生する酸による破壊（齲蝕）が生じ、その治療としてはこれまで人工材料による修復のみであった。歯の再生に関しては、歯の形成に必要な細胞を胎児から採取したり、ES細胞やiPS細胞から歯原性細胞を調整し再構築する方法が試みられてきたが、十分な大きさや形態を有する歯の再生には至っていない。また歯の発生の理解に関 [...]
地球形成と地球内部進化の連続的な計算を目指した粒子法の開発および地球形成時における物理化学条件の解明 理学府 地球惑星科学専攻 地球形成史の解明には，46億年に及ぶ地球内部の歴史を連続的に理解することが肝要である．惑星内部進化を語る上で特に重要な物理過程は巨大衝突，コア形成，マントル対流であるが，これらを同時に取り扱う数値計算法は確立されておらず，地球内部進化の連続的な復元には至っていない．本研究では，形成期から現在に及ぶ地球内部進化の連続的な計算を実現するために，惑星科学，数値計算工学，地球物理化学の知見を融合した新たな [...]
高効率固体UC材料の設計指針の解明 工学府 応用化学専攻 低エネルギーフォトンを高エネルギーフォトンへと変換する方法論としてTTA-UCは注目されており、近年、さらなるブレイクスルーとして固体系TTA-UCが期待されている。固体系TTA-UCの課題として低エネルギー会合体が形成しやすく、UC性能の低下につながる点が挙げられる。この課題を解決するために、側鎖をπ平面に対して垂直方向に伸長できるDihydroindenoindene骨格を用い、側鎖の大きさを [...]
卵抽出液を用いた哺乳類老齢由来細胞の若返り 生物資源環境科学府 資源生物科学専攻 老化は時間経過に伴う形態的・生理的・機能的な変化を指し、がんなどの慢性疾患発症における主要なリスクファクターである。個体の老化は不可逆的な進行であると考えられてきたが、初期化誘導転写因子を用いた研究から、老化個体の若返りが原理的に可能であることが示されてきた。老化細胞の若返りは老化の過程で失われていくエピゲノム情報が、リプログラミンングにより元の状態に戻ることで実現されたと考えられている。本研究で [...]
