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A.1 - 地域の大学からナノ科学・材料人材育成拠点
NanoSquare研究指導ガイドブック2015 テニュア・トラック教室への 配属・進学 Guidebook 2015 for Studying at NanoSquare 04 府大で研究科（工学、理学系）の枠を越えた研究指導が実現します！ 工学域 A学類 工学域 C学類 生命環境科学域 自然科学類 5月･11月の学園祭の時期と 2月頃の年3回実施予定 NanoSquare 主催 学内・学外向け配属説明会に参加 TT教員と 面接 マッチング 成立 ４回生で研究指導 学外からの応募 学内からの応募 大 学 院 入 学 試 験 に 合 格 工学・理学系研究科 博士前期課程・博士後期課程 工学研究科 Ｄ分野 理学系研究科 工学研究科 F分野 E専攻 ※生命環境科学研究科については ご相談ください 大学院で研究指導 1 ＆ Q.1 A.1 Q.2 A.2 Q.3 A.3 Q.4 A.4 Q.5 A.5 Q.6 A.6 Q.7 A.7 Q.8 A.8 もっと、テニュア・トラック教員や教室のことを知りたいのですが？ NanoSquare主催の配属・進学説明会へ出席し、本ガイドブックも参照してください。 また、研究室訪問や見学は随時受け入れております。 オムニバス形式の「ナノ科学のすすめ」の受講もこの目的に最適です。 テニュア・トラック教室は大学院からの研究指導ではないのですか？ 特別な場合は、学部4回生からの配属も認めています。 まず、 大学院進学後にテニュア・トラック教員の研究指導を希望していることです。 また、 大学院合格に必要と思われる学力を有していることもポイントです。 テニュア・トラック教室は、希望すれば受け入れてもらえますか？ テニュア・トラック教員と面接を行っていただき、双方でマッチングが成立しなければなりま せん。また、プログラム運営委員会の承認と、所属している専攻・分野の承認も必要です。 受け入れに人数制限がありますか？ 学年あたり2名程度と考えてください。教員が1名であること、世界レベルの高度な研究を展 開していることなどから、あまり多数は想定しておりません。 どの分野の大学院（博士前期課程）入試を受けたらよいのですか？ 希望する研究分野にもっとも適する本学の工学研究科、理学系研究科のいずれかの専 攻・分野を選んで受験してください。課される入試科目でご判断いただいても結構です。 大学院入試の際、 希望する テニュア・トラック教員の面接を受けることになるのですか？ 面接の責任者は原則として専攻・分野の教授となっています。 配属希望先のテニュア・トラック教員も面接に出席する場合があります。 配属後、進路についてもテニュア・トラック教員に相談してよいのですか？ 就職や進学などの進路については所属専攻・分野が責任を持ちます。また、専攻・分野の 担当者として教授が選任されます。 現在JABEE受審課程の３回生です。 ４回生からテニュア・トラック教室で研究指導を受けることができますか？ JABEE受審課程の学生に関しては、大学院からの研究指導となりますが、分からない場合 は相談をしてください。 2 ◆卒業研究テーマ コスガ アツコ 小菅 厚子 研究室 シュウ イェン 許 岩 研究室 ヤギ シュンスケ 八木 俊介 研究室 ヤマダ イクヤ 山田 幾也 研究室 ノウチ リョウ 野内 亮 研究室 ナカセ イクヒコ 中瀬 生彦 研究室 イケノ ヒデカズ 池野 豪一 研究室 ハギワラ ナノ構造制御熱電材料の開発 ２ 自然超格子構造化合物の熱電材料への応用 １ ナノ空間技術を駆使するナノ発電機の開発 ２ 病気の早期発見に向けた単一細胞のデジタル化診断 １ 有機溶媒中におけるマグネシウムの可逆的溶解・析出 ２ 酸化物ナノ材料の液相合成 １ 超高圧合成法による新規巨大負熱膨張物質の探索 ２ 超高圧高温条件における遷移金属酸化物単結晶育成と構造・物性評価 １ 半導体性原子膜の合成とトランジスタを用いた物性評価 ２ 自己組織化単分子膜を用いた分子スイッチの開発 １ 細胞工学を基盤にした細胞選択的な薬物送達キャリアーの開発 ２ 細胞機能を遠隔操作可能な人工受容体-リガンドシステムの設計と構築 １ 酸化物における磁気交換相互作用定数の第一原理計算 ２ リチウムイオン電池正極材料におけるX線吸収分光の系統的計算 １ 培養環境による肺気管支分岐構造の評価 ２ 三次元空間における細胞位置制御 ３ マイクロ流体チップを用いた三次元濃度勾配制御 １ 無機有機複合ナノ光触媒材料に関する研究 ２ 新奇な多孔性複合ナノ材料の開発 マサヤ 萩原 将也 研究室 カメガワ タカシ 亀川 孝 研究室 3 １ ◆大学院指導テーマ コスガ アツコ １ ナノ構造制御熱電材料の構造と輸送特性に関する研究 ２ 環境調和型熱電セラミックの開発とモジュール開発 １ １分子チップを基盤とした長鎖DNAの組立て ２ 機能性バイオマテリアルに基づくナノ空間分析化学 １ マグネシウムを用いた電池技術の研究 ２ ミクロポーラス酸化物材料の電解合成 １ 超高圧合成法による新規ゼロ熱膨張材料の探索 ２ 超高圧合成法による異常な局所結晶構造を持つ新物質の探索 １ グラフェン等の原子膜材料の構造制御と高機能化 ２ 有機半導体層間電荷移動を利用した新規有機トランジスタの開発 １ 疾患モデルにおける細胞由来ナノマテリアルを用いた薬物送達と活性評価 ２ 細胞治療を指向した人工受容体-リガンドシステムの開発 １ 量子化学的手法を用いた内殼電子分光の理論計算 ２ 電子遷移エネルギーの高精度予測モデルの構築 １ 反応拡散モデルによる細胞組織発達メカニズムの解明 ２ 三次元細胞相対位置制御による空間内パターン形成制御 １ 太陽光で駆動する光機能性ナノ材料の開発 ２ ナノ空間材料を用いる多機能触媒に関する研究 小菅 厚子 研究室 シュウ イェン 許 岩 研究室 ヤギ シュンスケ 八木 俊介 研究室 ヤマダ イクヤ 山田 幾也 研究室 ノウチ リョウ 野内 亮 研究室 ナカセ イクヒコ 中瀬 生彦 研究室 イケノ ヒデカズ 池野 豪一 研究室 ハギワラ マサヤ 萩原 将也 研究室 カメガワ タカシ 亀川 孝 研究室 4 コスガ 熱電材料及び熱電モジュール開発 ～熱を電気に変換する環境エネルギー技術～ アツコ 特別講師：小菅 厚子 居室： C10棟718号 内線： 3620 電話： 072-254-9826 a-kosuga ＜@＞ 21c.osakafu-u.ac.jp 様々な熱電半導体の低温から高温における輸送特性の解明 複雑な結晶構造を有する熱電材料の結晶構造と熱電特性の相関解明 環境に優しい熱電材料の開発とモジュール化に関する研究 熱電発電技術の応用分野 日本で消費される一次エネ ルギーのうち70％近くは廃 熱として捨てられています。 この莫大な廃熱を回収し、 電気エネルギーに変換する 技術が熱電発電です。熱電 発電により、エネルギーの 有効利用が可能となり、エ ネルギー環境問題に貢献す る事が期待されています。 しかしながら、現在のとこ ろ熱電材料の性能が低く、 宇宙用や僻地用電源等の限 られた用途でしか実用化さ れていません。 熱電材料・熱電モジュール 我々の研究室では、特にバ ルク状で高い性能を示す新 規熱電材料の開発とその輸 送特性の解明を目指して研 究を行っています。 研究内容に興味をもたれた 学生さん、是非とも小菅研 で一緒に研究しましょう。 P型酸化物熱電材料 N型酸化物熱電材料 100対熱電モジュール ２１世紀科学研究機構 ナノ科学・材料研究センター テニュア・トラック教室 5 シュウ イェン 特別講師： 許 岩 居室： C10棟306号 内線： 3579 電話： 072-254-7813 y-xu＜@＞ 21c.osakafu-u.ac.jp 機能性ナノ・バイオ界面の創製による 先端医療デバイスの開発 機能性バイオマテリアルの設計と合成 1分子解析・単一細胞分析のためのナノ・バイオ界面の開発 がんやウイルス感染などの超早期診断を目指した先端医療デバイスの開発 エネルギーの超高効率転換を目的としたマイクロチップの開発 当研究室では、生体親和性や分子認識性といった機能を有す るナノバイオマテリアルとその界面の創製をベースに、マイクロチ ップをはじめとする先端医療ナノデバイスの開発に取り組み、が んや感染症における超早期診断の実現を目指しています。 機能性バイオマテリアルの設計と合成 生体親和性リン脂質（MPC）ポリマー 分子認識用自己組織化分子 許研をもっと知りたい方は 許研 検索 バイオ界面のナノ加工と制御 バイオ界面のナノ加工・作製 界面の生体親和性、分子 認識性をナノスケールで 局部的に制御 生体親和性界面 分子認識性界面 ～102 nm 生体親和性界面・ 超高感度分子認識界面の構築へ 単一分子検出・単一細胞分析・ 超高感度バイオセンシングの開発へ 先端医療デバイスの開発 ナノ空間を用いた単一分子タンパク質検出チップの開発 マイクロ空間を用いた細胞診断マイクロチップの開発 検出 ガラス ～101 ~ 103 nm ナノ空間 基質 酵素 分子認識性界面 検 出 信 号 強 度 酵素標識検出用抗体 抗原（目標タンパク質） 捕捉用抗体 生体親和性界面 ～102 nm 目標分子認 識用複合体 細胞 生体親和性ナノ構 造界面を持つゲル マイクロ空間 マイクロチップ 分子認識性界面 ～102 nm 走査方向 がんやウイルス感染などの超早期診断に 細胞機能制御・細胞アッセイ・再生医療・創薬に ２１世紀科学研究機構 ナノ科学・材料研究センター テニュア・トラック教室 6 ヤギ 蓄電池材料への応用を見据えた ナノ材料合成法の研究 シュンスケ 特別講師： 八木 俊介 居室： C10棟418号 内線： 3551 電話： 072-254-7791 s-yagi ＜@＞ 21c.osakafu-u.ac.jp 金属および酸化物ナノ材料の液相合成プロセスの確立 有機電解合成法による固体電解質薄膜形成プロセスの確立 ナノ材料を電極材料として用いることによる蓄電池の充放電特性向上 本研究室では、数多くの材料合成 の分野で役に立つ実践的な熱力学と 電気化学を研修を通じて学びながら 無理なく研究を進めていきます。例え ば、ポテンシャル図の一つである電位 pH図を用いて、金属・酸化物ナノ材料 合成プロセスの設計を行います。 磁場印加なし 磁場印加あり 無電解析出法による強磁性金属ナ ノ粒子の合成プロセスと外部磁場を組 み合わせることにより合成した、強磁 性金属ナノワイヤの電子顕微鏡像で す。そのままでの使用はもちろん、熱 処理により酸化物を形成することも可 能です。表面のみを酸化させた酸化 物被覆金属ナノワイヤは、電子伝導 パスを有する電極活物質として利用 することができます。 4V級の高い起電圧を有する蓄電池の実現には、キャリアイ オン伝導度が高く、電子伝導度が極めて低い固体電解質薄膜 の合成法の確立が不可欠です。当研究室では、有機電解合成 法による固体電解質薄膜合成法の研究・開発を行います。 ２１世紀科学研究機構 ナノ科学・材料研究センター テニュア・トラック教室 7 ヤマダ イクヤ 特別講師： 山田 幾也 居室： C10棟819号 内線： 3638 電話： 072-254-9817 i-yamada ＜@＞ 21c.osakafu-u.ac.jp 超高圧合成法に基づく新物質科学 超高圧合成法を用いた新物質の探索 粉末回折法に基づく結晶構造解析 新奇な電子状態・電子物性を有する材料の開発 構造・物性評価 超高圧合成法 我々は、大気圧条件では得ることのできない 物質を、10万気圧・1000℃以上という超高圧 高温条件下で合成しています。我々が有する 超高圧合成技術は世界トップレベルにあり、他 の研究グループに先んじて新物質を合成する 上で欠かせないものです。 超高圧合成実験に用いるWC製超硬合金と高圧セル。 実験前(左)と実験後(右)の様子。 新物質の合成に成功したら、国内外の様々 な実験施設を活用して、その物質が持つ特 性(結晶構造・磁性・電気伝導性など) を多角 的に評価します。 大型放射光施設SPring-8での実験風景。 新物質探索 我々が2011年に報告したSrCu3Fe4O12は温度 上昇によって体積が収縮する「負の熱膨張」 という珍しい現象を示します。SrCu3Fe4O12に おける負の熱膨張は、Cu-Fe間で電子が移 動する「サイト間電荷移動」という、従来報告 されている負の熱膨張とは異なるメカニズム によって起こることを、我々は明らかにしまし た。この成果は新聞各紙で紹介され、多方 面からの注目を集めています。 SrCu3Fe4O12の結晶構造。 SrCu3Fe4O12における負の熱膨張。 独自の合成技術を用いて新奇な物質を創り出し、物質科学の歴史に 自らの名を刻みたい、強い野心を持った学生を特に歓迎します！ ２１世紀科学研究機構 ナノ科学・材料研究センター テニュア・トラック教室 8 ノウチ グラフェン等の原子膜や有機半導体を用いた 電子デバイスの界面制御による新機能発現 リョウ 特別講師： 野内 亮 居室： C10棟807号 内線： 3628 電話： 072-254-8394 r-nouchi ＜@＞ 21c.osakafu-u.ac.jp 自己組織化単分子膜を用いた新規原理に基づく分子スイッチ 界面電荷移動を利用した新規高速有機電界効果トランジスタの開発 グラフェントランジスタの省電力化と表面機能化による電子構造制御 新規原子膜の合成と種々の電子デバイスへの応用 半導体デバイスには種々の界面が内在し、デバイス動作を支配しています。 半導体層 電極／半導体層界面 電荷注入 ソース ID ドレイン 絶縁膜 ゲート VG 半導体層表面 電荷輸送 A VD 界面の制御により、これまでにないデバイスを創製すると共に、 背景にある基礎学理の解明を目指します。 絶縁層／半導体層界面 電荷輸送 研究手法 ・薄膜形成（真空蒸着、溶液プロセス、機械的剥離法、CVD、物理気相輸送法） ・電子線リソグラフィーによる微細加工 （ナノスケール素子の作製） ・デバイス特性の測定（電気的特性の評価） ・デバイスモデルの構築 （測定結果の解釈） 当研究室では、グラフェン等の低次元物質や有機半導体に関する研究を、主にトランジスタやダイオード といった電子デバイス構造を用いて行っています。デバイスに内在する諸界面に着目し、その物理的特性 の理解（基礎）から新規デバイスの開発（応用）に至るまで、幅広い視点から研究課題を設定しています。 学生の皆さんには、未熟さを恐れず自由にアイデアを出して頂き、楽しめる研究チームを作りましょう！ 質問はお気軽に ２１世紀科学研究機構 ナノ科学・材料研究センター テニュア・トラック教室 9 まで。 ナカセ イクヒコ 特別講師： 中瀬 生彦 居室： C10棟818号 内線： 3665 電話： 072-254-9895 i-nakase ＜@＞ 21c.osakafu-u.ac.jp 細胞機能制御工学 細胞機能を遠隔操作するための技術開発 細胞工学・ペプチド化学を基盤にした細胞遠隔操作の技術開発 細胞治療を指向した人工受容体-リガンドシステムの開発 細胞由来ナノマテリアルを用いた細胞選択的な薬物送達システムの開発 人工受容体-リガンドシステムの開発 “細胞治療”は、疾患治療に有用な機能性細胞を 直接体内に移植することで、治療効果を引き出 す技術です。しかしながら、一旦体内に移植した 細胞を特異的に制御することは困難です。本研 究では、生体内に存在しないペプチド修飾型ナノ マテリアルで特異的に活性化できる人工受容体 を設計・構築し、細胞機能を遠隔操作できるシス テムを確立することを目標とします. 細胞 （左写真）細胞膜に おける人工EGF受 容体の発現. ( 右写真) 人工death 受容体活性化によ る細胞死誘導の制御. 人工受容体の 特異的な活性化 ナノマテリアル リガンド 細胞膜 人工受容体 細胞応答 細胞増殖 タンパク質等の分泌 細胞遊走 細胞選択的な薬物送達法の開発 細胞由来ナノマテリアル (エクソソーム） 細胞機能を制御できる機能性分子を、細胞選 択的に細胞内へ届けるために、本研究では、 細胞由来のナノマテリアル（エクソソーム）を基 盤とした、高効率に薬物送達可能なシステム の開発を目指します. 特異的な受容体結合 のためのリガンド 標的受容体への結合 細胞膜との融合 サイトゾルへの放出 機能性分子 (核酸、タンパク質等) 細胞膜 サイトゾル 標的受容体 細胞応答 （左写真）エクソソーム電子顕微鏡観察. （右写真）GFP発現エクソソームの細胞内 移行観察. 本研究に興味のある学生さん、世界最先端の技術開発を目指して一緒に研究をしましょう!! ２１世紀科学研究機構 ナノ科学・材料研究センター テニュア・トラック教室 10 イケノ ヒデカズ 特別講師：池野 豪一 居室： C10棟421号 内線： 3662 電話： 072-254-9894 h-ikeno ＜@＞ 21c.osakafu-u.ac.jp 量子ナノ材料科学 計算材料科学と電子分光法による ナノ構造・電子状態解析 第一原理計算を用いたナノ構造・物性予測 内殼X線分光を用いた物質の電子状態解析 X線分光の新規理論解析手法の開発 物質の力学特性や機能特性，また原子の拡散や化学反応といった挙動は物質中の電子の 運動によって決定されます．私達は理論計算と実験を連携させて物質の原子構造や電子状 態を解明し，その物性の起源や反応機構を理解すると共に，新しい材料の設計へ応用する ことを目指しています． 電子分光〜実験〜 第一原理計算〜理論〜 Schrödinger 方程式を 数値的に解く 内殼X線分光 • X線吸収分光(XAS) • X線発光分光 (XES) • 共鳴非弾性X線散乱(RIXS) 電子線エネルギー損失分光 etc. PC cluster SPring-8 (兵庫) 構造最適化 遷移状態 原子構造 磁気秩序 化学反応 原子拡散 格子振動 分光特性 フォノン分散 比熱 熱膨張 光の吸収・発光 内殼電子分光 IR, Raman, NMR slit e- monochromator sample slit ħω A synchrotron radiation mirror I I0 Fluorescence Yield 例：XAS測定の模式図 応用例 – 半導体中の遷移金属不純物周辺の局所環境 ウルツ鉱型ZnO中のMn置換固溶モデル ウルツ鉱型ZnO中のMn-L2,3端XAS Experiment O L3 Mn Zn0.95Mn0.05O (thin film) L2 Theory Mn2+ high-spin t2 e Mn3+ high-spin Zn 第一原理計算 実験と計算結果の比較 から，ZnO中のMnは +2価，高スピン状態に あることが分かる Mn2+ low-spin ２１世紀科学研究機構 ナノ科学・材料研究センター テニュア・トラック教室 11 t2 e 構造最適化 バンド構造 置換エネルギー XAS Transmission e- A t2 e Electron Yield ハギワラ 再生医療応用を目指した 細胞組織の発達制御 マサヤ 特別講師：萩原 将也 居室： C10棟303号 内線： 3578 電話： 072-254-9829 m-hagiwara ＜@＞ 21c.osakafu-u.ac.jp 再生医療応用に向けた三次元細胞組織発達メカニズムの解明 マイクロ・ナノデバイスによる細胞培養環境制御 バイオチップによる細胞組織の発達形成制御 反応拡散系モデルによる細胞パターン解析 細胞はどのようにしてお互いにコミュニケーションをとり全体として複雑な組織を形成しているのか？ 細胞レベルから組織レベルへと発展させる為にはどうしたらよいのか？ 組織再生という大きなテーマに、バイオのみならず工学・物理・数学の技術を駆使して挑みます。 Mechatronics MEMS Molecular Analysis 細胞群 • 培養初期条件制御 （細胞位置、形状、etc） • 細胞物理制御 • 成長因子（タンパク質）の同定 Modeling Microfluidics • バイオチップによる分子濃度 ダイナミック制御 細胞組織の自律形成制御 • 反応拡散系モデルによる 発達シミュレーション 当研究室では再生医療応用を目指して研究分野が多岐に渡る為，分野にこだわらず新し いことを学ぶ意欲がある学生を広く募集しています。 ２１世紀科学研究機構 ナノ科学・材料研究センター テニュア・トラック教室 12 カメガワ 環境・エネルギー分野への応用を志向した ナノ触媒・光機能性ナノ材料の開発 タカシ 特別講師： 亀川 孝 居室： C10棟816号 内線： 3635 電話： 072-254-9709 t-kamegawa＜@＞ 21c.osakafu-u.ac.jp ナノ空間材料を用いる複合材料および多機能触媒の開発 無機有機複合ナノ触媒・光触媒材料に関する研究 太陽光で駆動する光機能性ナノ材料の開発と機能評価 新奇なナノ触媒・光機能性ナノ材料の開発から、各種分光学的手法に基づく解析、実用化を 見据えた研究まで総合的に推進します。特に、大学や大学院でしか挑戦できない基礎的な 研究にチャレンジしていきます。 ・太陽光で駆動する光機能材料の設計 多孔性材料、金属ナノ粒子、炭素材料、 酸化物、無機有機複合材料、薄膜材料 e- 2H+ ナノ材料の 合成 ｷｬﾗｸﾀﾘｾﾞｰｼｮﾝ Pt H2 機能性ナノ 材料の創製 eO 新奇機能の探索 特性評価 エネルギー資源変換、水素製造、 人工光合成、環境浄化、界面機能制御 TEOA, EDTA, I-/I3酸化物・ﾘﾝｶｰ分子・有機色素から成る 複合型光触媒 ・ナノ複合材料の精密設計と応用 超撥水特性 θ > 150̊ TiO2-PTFE 有機物 hv 完全分解 ナノ複合材料(高分子+酸化物) ２１世紀科学研究機構 ナノ科学・材料研究センター テニュア・トラック教室 13 hv h+ SEM, TEM, XRD, XAFS, Raman, PL, FT-IR, UV-vis, etc. ・ナノ空間材料の触媒機能化 Dye+ SO3- 水滴 ｾﾙﾌｸﾘｰﾆﾝｸﾞ 作用 Introduction to Nanoscience and Nanotechnology 若手教員がオムニバス方式で基礎からわかりやすく教えます！ ナノ物性 光物性、固体物理学、物質科学などと それらを基盤としたナノ物性に関連する入門編 Drain Source A Insulator Gate ナノ計測 ナノ材料 物性科学、結晶学、錯体化学、生化学などと それらを基盤としたナノ材料に関連する入門編 分析化学、表面/界面科学、電気化学などと それらを基盤としたナノ計測に関連する入門編 たくさんの方の受講をおまちしています！ 光物性、固体物理、結晶学、分析化学、表面/界面化学、超分子化学、生化学などと それらを基盤としたグリーンイノベーション、ライフイノベーションについて学習します。 講義スケジュール 講師 第1回 (9/29) 第2回 (10/6) 第3回 (10/13) 第4回 (10/20) 第5回 (10/27) 第6回 (11/10) 第7回 (11/17) 第8回 (11/24) （３年次 後期 火曜日 Ⅴコマ／オムニバス方式、全１５回） テーマ 講師 小菅 厚子 物 「熱を電気に変換する環境に優しい技術」 第9回 捨てる熱から電気をおこす、熱電変換技術について紹介 (12/1) 八木 俊介 材 「ナノ材料が切り拓く未来の電池技術」 許 岩 計 「世界を１つのチップに」 池野 豪一 材 「コンピューターで探るナノの世界」 山田 幾也 物 「超高圧で新物質を創る」 野内 亮 物 「炭素材料が開く新たなエレクトロニクス」 亀川 孝 材 「日々の暮らしと触媒技術」 萩原 将也 計 「人工的に臓器を作るためには？」 電池の高性能化がライフスタイルに変革をもたらす 早わかりナノ・マイクロ化学バイオチップ 原子・電子構造の第一原理ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝとﾅﾉ科学への応用 超高圧高温条件で生み出される新物質が持つ可能性は無限大 ﾌﾚｷｼﾌﾞﾙ！超高速！有機半導体やｸﾞﾗﾌｪﾝといった炭素材料の持つ可能性 触媒は最先端ナノマテリアル、安全・安心で快適な社会を実現 マイクロ・ナノデバイスで挑む再生医療の壁 中瀬 生彦 テーマ 材 「狙った細胞に物質を運ぶナノ材料の開発」 細胞内への高効率な薬物送達と細胞機能制御・疾患治療 八木 俊介 第10回 野内 亮 (12/8) 亀川 孝 TT教員による先進的な研究内容の紹介 小菅 厚子 第11回 山田 幾也 (12/15) 池野 豪一 TT教員による先進的な研究内容の紹介 許 岩 第12回 中瀬 生彦 (12/22) 萩原 将也 第13回 (1/12) 第14回 (1/19) 第15回 (1/26) TT教員による先進的な研究内容の紹介 全教員 ナノ科学の研究現場の見学 全教員 ナノ科学の研究現場の見学 全教員 ナノ科学の研究現場の見学 物 …ナノ物性 材 …ナノ材料 計 …ナノ計測 講 義 担 当 者 ： 石田武和、足立元明、松岡雅也、久保田佳基、須賀一彦 ゲストスピーカー： （テニュア・トラック教員）小菅厚子、許岩、八木俊介、山田幾也、野内亮、中瀬生彦、池野豪一、萩原将也、亀川孝 14 テニュア・トラック教員 紹介 コスガ アツコ 小菅 厚子 【略歴】 大阪大学工学部、同大学博士前期課程修了。2006年大阪大学にて博士（工 学）取得。㈱村田製作所、大阪大学特任助手、産業技術総合研究所JSPS 特別研 究員を経て、2010年4月より現職。 【研究内容】 新規高性能熱電材料の開発。特にナノ構造デザインによる環境調和型 の熱電材料及びモジュールの開発を目指した研究を行っている。 【目標】 あきらめず、注意深く研究を続けていると、誰にでも素晴らしい発見をする チャンスがあるのではないでしょうか。そういった瞬間を、学生さんや仲間と共有して いきたい。 博士（工学） シュウ イェン 許岩 博士（工学） ヤギ シュンスケ 八木 俊介 【略歴】 大連理工大学高分子化工学科、中国科学院大連化学物理研究所生物化工 専攻修士、東京大学工学系研究科マテリアル工学専攻博士課程修了。JSPS外国 人特別研究員（東京大学）、東京大学特任研究員を経て、2011年4月より現職。 【研究内容】 生体親和性や分子認識性といった機能を有するナノバイオマテリアルと その界面の創製をベースに、マイクロチップをはじめとする先端医療や、エネルギー ためのナノデバイスの開発に取り組む。 【目標】 分子と細胞のレベルで医療やエネルギーなどに役立つナノバイオ界面・マテ リアル・デバイスの創成を目指す。がんや感染症などの病気の超早期診断及びエネ ルギーの超高効率転換技術の発展に貢献したい。 【略歴】 京都大学工学部物理工学科、同大学院工学研究科材料工学専攻博士課程 修了。京都大学大学院工学研究科材料工学専攻助教を経て、2011年4月より現職。 【研究内容】 化学的あるいは電気化学的手法による金属ナノ材料、酸化物ナノ材料 ならびに固体電解質材料の合成法の研究。さらにこれらの材料を蓄電池用材料とし て応用する。 【目標】 安価で大量生産可能なナノ材料の合成法を確立し、ナノ材料を用いる次世 代の蓄電池技術の発展に貢献したい。 博士（工学） ヤマダ イクヤ 山田 幾也 【略歴】 京都大学工学部物理工学科、同大学院理学研究科化学専攻博士課程修了。 京都大学博士研究員、パリ第6大学研究員、愛媛大学大学院理工学研究科環境機 能科学専攻助教を経て、2012年4月より現職。2011年より2014年までJSTさきがけ研 究者兼務。 【研究内容】 10万気圧以上・1000℃以上の超高圧高温条件において、遷移金属酸 化物を中心とした新しい物質の探索を行う。 【目標】 新物質探索において世界一の研究グループを作り、物質科学の発展に貢献 したい。 博士（理学） ノウチ リョウ 野内 亮 博士（工学） 15 【略歴】 同志社大学工学部電子工学科、京都大学大学院工学研究科原子核工学専 攻博士課程修了。JST-CREST研究員、大阪大学特任助教、東北大学助教を経て、 2012年4月より現職。 【研究内容】 有機半導体やグラフェンなどの低次元物質を用いた電子デバイスの界 面制御による新機能発現。 【目標】 新しい原理に基づく電子素子の開発とその基礎学理の理解を目指す。独創 性を有しつつ影響力の強い研究を、学生の皆さんと議論しながら進めていきたい。 ナカセ イクヒコ 中瀬 生彦 【略歴】 岐阜薬科大学薬学部厚生薬学科、京都大学大学院薬学研究科生命薬科学 専攻博士後期課程修了。米国ワシントン大学化学科博士研究員、京都大学化学研 究所助教を経て、2013年4月より現職。 【研究内容】 細胞工学を基盤にした薬物送達法の開発及び、細胞機能の遠隔制御 を目指した人工受容体-活性化システムの構築。 【目標】 医療に貢献できる新しい切り口からの研究を展開し、大阪府立大学から世 界に向けた起爆剤となり得る研究技術・方法論を確立したい。 博士（薬学） イケノ ヒデカズ 池野 豪一 【略歴】 京都大学工学部物理工学科、同大学院工学研究科材料工学専攻博士課程 修了。JSPS特別研究員(DC2)、京都大学博士研究員、ユトレヒト大学博士研究員、 京都大学福井謙一記念研究センターフェロー、同特定助教を経て2013年4月より現 職。 【研究内容】 量子論に基づく計算材料科学、および電子分光を用いた材料のナノス ケールキャラクタリゼーション。 【目標】 実験と計算を組み合わせて物性の起源を原子・電子レベルから解明する汎 用的な解析手法を確立し，ナノ科学の発展に貢献したい。 博士（工学） ハギワラ マサヤ 萩原 将也 博士（工学） カメガワ タカシ 亀川 孝 【略歴】 名古屋大学工学部機械航空工学科、ケンタッキー大学機械工学専攻博士 前期課程修了。 2011年名古屋大学工学研究科機械理工学専攻にて博士（工学）取得。トヨタ自動車 （株）、JSPS特別研究員（DC,PD）, JSPS海外特別研究員(UCLA)を経て、2014年4月 より現職。 【研究内容】 マイクロ・ナノデバイスによる細胞組織の発達メカニズム解明と形態形 成制御。 【目標】 工・理・数・生の境界領域で再生医療に革新を起こす！専門領域に捕らわれ ることなく新しい知識・技術を学ぶ楽しさを味わいながら生命発達の神秘を解き明か そう。 【略歴】 大阪府立大学工学部応用化学科、同大学院工学研究科物質・化学系専攻 応用化学分野博士後期課程修了。大阪大学大学院工学研究科マテリアル生産科 学専攻助教を経て、2014年4月より現職。 【研究内容】 環境・エネルギー分野への応用を志向したナノ触媒・光機能性ナノ材料 の開発、および各種分光学的手法に基づく作用機構の解明。 【目標】 省エネルギー・省資源・低環境負荷の実現に貢献可能な機能先進触媒材料 の創製を目指す。実験と理論的解析から得られる驚きを学生の皆さんと共有しなが ら研究に取り組みたい。 博士（工学） お問合せ C10棟 ナノ科学・材料研究センター テニュア･トラック事務室 TEL：072-254-8174（直通） 内線3646 nanoｓquare2 ＜@＞ 21c.osakafu-u.ac.jp 16 研 究 の 環 境 研究の環境 研究設備・機器 最先端の共通インフラスト ラクチャーで支える高度な ナノ科学・材料分野の研究 NanoSquare拠点では、クラス10 のクリーンルー ム、極低温研究施設、最先端研究設備群を共通 インフラストラクチャーとして系統的に整備して おります。ここには、その一部を掲載しますが、 NanoSquare の大きな魅力のひとつとなっていま す。ナノ科学・材料研究センターには、支援スタッ フが配置されており、若手研究者、学内研究者のナ 17 ノ科学・材料に関する最先端の研究をサポートして ダイシングソー 物理定数測定システム いることがNanoSquare拠点の特徴です。 Siウエハー、ガラスなどの大面積基板をダイヤモンドの刃 で高精度に切断できる装置です。 1.8 〜400K温度、9Tの磁場中で、電気抵抗、比熱、熱伝 導率などが計測できます。 デジタル顕微鏡 金属顕微鏡 AFM（原子間力顕微鏡） 深い被写界深度のアピール性の高い画像、高倍率でも広い 面積の写真が撮れる特徴があります。 反射照明、透過照明ができる明視野、暗視野、簡易偏向、 微分干渉、二光束干渉等、多機能です。 原子スケールの分解能で表面観察ができるナノ科学で必 須の装置です。 AFM 機能付レーザー顕微鏡 電子ビーム（EB）描画装置 フォトマスクアライナー レーザ顕微鏡とAFM 顕微鏡に瞬時に切り替え、数十倍 から百万倍の倍率がカバーできます。 電子線レジストに線幅10nm のパターンを描画し、4インチ の基板にも描画できます。 レジスト表面にマスクを用いてパターンを転写できるナノ 科学の基本ツールです。 イオンミリング加工装置 3元ロードロック式スパッタリング装置 PLD（パルスレーザーデポジション）装置 試料表面に加速した Arイオンを照射してエッチングができ ます。絶縁物のエッチングも可能です。 三枚のターゲットが装着できるので、三種類の膜を任意 のシーケンスで積層することができます。 パルスレーザー光をターゲットに照射し蒸発させ、薄膜成 長ができます。 FIB（集束イオンビーム加工装置・顕微鏡） クラスターコンピュータ 触針式膜厚計 Dektak150 Gaイオン加速ビームで試料表面の原子を削ることができま す。 ナノ科学・材料の最先端のシミュレーションで活用されて います。 試料表面の膜厚、段差、うねり、粗さなどを 0.1nm の高 精度で測定できます。 多目的水平型 X 線回折装置 落射蛍光顕微鏡 示差熱走査熱量計 θ-2θの X 線回折以外に、薄膜（面内、面間、逆格子マッ ピングなど）、小角散乱など使用します。 蛍光体で標識した抗体などを生体などにとり込み、組織、細 胞、DNA など観測できます。 試料を加熱または冷却することで融点、ガラス転移、比 熱などの熱物性値を測定できます。 ゼータ電位・粒径測定システム レーザーラマン顕微鏡 精密電子天秤 表面電位及び粒径分布を測定でき、溶液中の微粒子の分 散安定性を評価できます。 局所的な成分分析や結晶状態の解析が行える分光装置と 顕微鏡が融合した装置です。 最大秤量 52ｇ、最少 0.001mg の分解能を持ち、微量なサン プルを計量することが可能です。 超音波熱圧着ウェッジワイヤーボンダー 小型 ECR イオンシャワー装置 FE-SEM（超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡システム） 微細加工により作製したナノデバイスに電流や電圧を印可 するための金属ワイヤーを取り付けるための装置です。 半導体や金属などを微細加工するための装置です。電子のサイクロン共鳴を利用し 加速した電子線を試料に照射し、表面から出る2次電子線を 用いて試料表面を数十万倍で拡大観察します。 たイオン銃を搭載しているため、均一でしかも長時間安定したビームが得られます。 18 文部科学省 「テニュアトラック普及・定着事業」 『地域の大学からナノ科学・材料人材育成拠点』 NanoSquareプログラム運営委員会・NanoSquare拠点事務局 http://www.nanosq.21c.osakafu-u.ac.jp/ e-mail: nanosquare2 ＜@＞ 21c.osakafu-u.ac.jp