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September 2017

つくば の 明日は S A T が つくる●第14回江崎玲於奈賞・第28回つくば賞・第27回つくば奨励賞授賞式●SATテクノロジー・ショーケース2018
特別講演「ゲノム科学がつむぐ未来」
ミニシンポジウム 「つくば発－ゲノム科学がつむぐ未来」●つくば賞その後-10 「らせん状共役系高分子の創成と開拓」●科学の散歩道「アモルファスの本質と向き合った日々」●つくば研究情報「筑波大学と楽天による新しい店舗システムに関する
教育研究一体型産学連携」「磁性ナノ粒子を使ったがん温熱治療：理工学の立場から」

第14回江崎玲於奈賞・第28回つくば賞・第27回つくば奨励賞授賞式

第14回江崎玲於奈賞・第28回つくば賞・第27回つくば奨励賞授賞式
第 14 回江崎玲於奈賞・第 28 回つくば賞・第 27 回つくば奨励賞の授賞式と記念講演会が、2017 年 11 月
21 日（火）午後 1 時 30 分から、つくば国際会議場にて開催されました。
会場には、大井川和彦茨城県知事、五十嵐立青つくば市長、関 正夫関彰商事株式会社代表取締役会長
はじめ、多くの会員の方にご出席いただきました。
授賞式の前には受賞者の記念講演会が、授賞式後には懇親会が催されました。
今回の授賞者および研究テーマは以下の通りです。
○ 江崎玲於奈賞
国立大学法人 東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻 教授
国立研究開発法人 理化学研究所 香取量子計測研究室 主任研究員「光格子時計の考案、実証および高精度化」○ つくば賞
国立研究開発法人

香取 秀俊氏

物質・材料研究機構

国際ナノアーキテクトニクス研究拠点
MANA 主任研究者
寺部 一弥氏学校法人 早稲田大学理工学術院先進理工学部応用物理学科 教授
長谷川 剛氏
国立研究開発法人 物質・材料研究機構 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点
エグゼクティブアドバイザー
青野 正和氏「原子スイッチの発明と実用化のための研究」○ つくば奨励賞（実用化研究部門）
国立研究開発法人 産業技術総合研究所 計量標準総合センター分析計測標準研究部門
非破壊計測研究グループ 主任研究員
津田 浩氏
国立研究開発法人 産業技術総合研究所 計量標準総合センター分析計測標準研究部門
非破壊計測研究グループ 研究員
李 志遠氏
国立研究開発法人 産業技術総合研究所 計量標準総合センター分析計測標準研究部門
非破壊計測研究グループ 研究員
王 慶華氏「モアレを利用したマルチスケール変位・ひずみ分布計測技術の開発」○ つくば奨励賞（若手研究者部門）
国立大学法人 筑波大学医学医療系 教授「２つのドーパミン神経システムとその神経回路基盤」（関連リンク） 江崎玲於奈賞・つくば賞ホームページ
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Science Academy of Tsukuba, No.33, March 2018松本 正幸氏https://www.i-step.org/prize/esaki/第14回江崎玲於奈賞

第14回江崎玲於奈賞
光格子時計の考案、実証および高精度化
東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻 教授
理化学研究所 香取量子計測研究室 主任研究員

香取 秀俊

東大の清水（富士夫）研究室に入ってレーザー
冷却の卒論研究を始めた 30 年前、原子の光遷移を使う「光原子時計」は、レーザー冷却技術のインパクトを示す格好の未来予想図として、論文のイントロに引っ張りだこだった。1994 年に学位を取って、マックス・プランク研究所のワルター先生の元にポスドクに行くことになったとき、提示された研究テーマの 1 つが単一イオン光時計だった。
大いに心惹かれ、清水先生に相談すると「そんな研究を始めたら、数年は論文を書けないから止めておきなさい」と言われ素直に従った昔が懐かしい。実に的確なアドバイスだった。
当時の光時計研究は、標準研究所のプロだけが参加できる特殊な世界だった。セシウム原子時計のマイクロ波から出発して、特殊なレーザーを駆使して逓倍を重ね中赤外のメタン安定化レーザーまでコヒーレントに周波数を繋げる。さらにこのレーザーに繋げてはじめて光時計が実現する。こんな周波数チェーンをもつ標準研は世界で片手に余るほどしかない。装置のない大学の研究者が勝
手な光時計を考えても仕方の無い時代だった。この状況を一変させたのが、20 世紀末のヘンシュ博
士、ホール博士らによる光周波数のシンセサイザ－光周波数コム－の発明だ。このおかげで、たった 1 台のパルスレーザーでラジオ波から光まで任意の周波数を取り出すことができるようになった。
自由に光時計を設計しても、セシウム原子時計のSI 秒と繋がる時代が到来した。
もう一つ、セシウム原子時計から半世紀以上にわたって引き継ぐ、「摂動の無い自由空間で遷移周波数を測定しなさい」という、原子時計設計のルールがあった。これに忠実に従う光時計が、80 年代にデーメルト博士が提案した（ポールトラップ中の単一イオンを使う）「単一イオン光時計」だった。
この技術は、ワインランド博士ら世界屈指のグルー
プが 20 年近くをかけて技術を蓄積していた。大学で研究を始める新参者には、付け入る隙も無い、

左より関正夫関彰商事㈱代表取締役会長、江崎玲於奈会長
香取秀俊氏、大井川和彦茨城県知事

勝負の決まった研究だった。
1997 年、五神真先生の ERATO プロジェクトに参加して、そこで始めたストロンチウム原子のレーザー冷却が首尾よく成功すると招待講演が回って来るようになった。「その冷却原子を使って、次はどうするの？」と聞かれるのは目に見えている。
勝負の決まった光時計研究に参戦表明するのは、最初から白旗を揚げるようなものだった。研究の大御所たちを前に、想定外の突飛なアイディアを言うのが若者の使命と思っていた。レーザー電場を使って原子運動を凍結しドップラー効果を除去する一方で、そのレーザー波長を「魔法波長」に合わせて電場の摂動の寄与を上手く相殺する「光格子時計」の提案をしたのは 2001 年の原子時計の国際会議だった。
レーザー電場の 2 次までの摂動を相殺する、虫のいい「魔法波長」で半世紀の設計指針が覆るとは誰も想像しなかっただろう。実験をすると高次の摂動の寄与は 18 桁の精度を出すには十分小さ
かった。これは僥倖という他ない。光格子時計のアイディアに味方してくれたのは原子だった。ゲームのルールを変えたおかげで、大学の小さな研究室が伝統ある標準研に伍して戦うことが可能になった。
レーザー冷却は将来の量子計測技術として役立
つと言って、20 年近く研究費をもらい楽しく研究させてもらった。「さて、実際どうなんだ？」と基礎研究を満喫した付けを返すべき時が来ている。
未来予想図の通りに社会で役立つ光時計を作って、セシウム原子時計が築いてきた半世紀の歴史を大きく変えてみたい。相対論的に曲がった時空間を使う新たな工学応用を発掘しよう。その先に、また基礎物理の未踏の森の探索が待っている。原子時計の仮定する「物理定数は一定」は正しいのか？
相対論にほころびはないのか？次は、光格子時計
が技術と科学のゲームチェンジャーになることを夢見たい。
Science Academy of Tsukuba, No.33, March 20183

第 28 回つくば賞

第28回つくば賞
原子スイッチの発明と実用化のための研究
物質・材料研究機構
MANA 主任研究者
早稲田大学

国際ナノアーキテクトニクス研究拠点

寺部 一弥

理工学術院先進理工学部応用物理学科

教授

長谷川 剛

物質・材料研究機構 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点
エグゼクティブアドバイザー
青野 正和
今日の生活においてスマートフォンなどの情報通信機器は不可欠であり、その技術進歩は我が国の産業や社会の発展のために重要課題である。情報通信機器には多くの電子部品が使われており、それらの多くはトランジスタ（スイッチ素子）な
どの半導体デバイスである。この半導体デバイスの微細加工技術の飛躍的進歩に支えられて、情報通信機器は日進月歩の発達を見せてきた。しかし、近い将来にはその進歩が鈍化すると危惧されている。そのため、従来の半導体デバイスの限界を凌駕する機能や性能を有するデバイスも積極的に開発する必要がある。そのようなデバイスとして、我々は新原理で動作する “ 原子スイッチ ” の開発
研究を行ってきた。
従来のトランジスタでは、半導体と呼ばれる物
質内を移動する電荷キャリア（電子や正孔）の数を外部電圧によって制御して、電極間の電流を大きくしたり（ON 状態）、小さくしたり（OFF 状態）することによってスイッチ動作させる（図１（a）参照）。一方、我々が発明した原子スイッチでは、イオン伝導体と呼ばれる物資内を移動する金属イオ
ンを制御してスイッチ動作を行う。図１（b）に典型的な原子スイッチの構造を示す。電極間にイオン伝導体を挟んで、そのイオン伝導体と上部電極の間には極薄の隙間が形成してある。異なる極性の外部電圧の印加によって、イオン伝導体から金属イオンをこの隙間に移動させて金属原子の集団から成る架橋を形成したり、反対に架橋の金属原
子をイオン伝導体内に戻して架橋を消滅させたりすることができる。この極薄の隙間での金属架橋の構築と消滅によって、電極間の電流を大きくしたり（ON 状態）、小さくしたり（OFF 状態）してスイッチ動作させる。
原子スイッチを発明した後、実用化を目的とした基礎研究へと発展させるために科学技術振興機構などの支援を得て、NEC ㈱らとの共同研究プロ
ジェクトを積極的に推進した。これらのプロジェ
クト研究により、原子スイッチの動作性能の向上、集積化技術や低消費電力技術などの進歩、AI や
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Science Academy of Tsukuba, No.33, March 2018

左より江崎玲於奈会長、寺部一弥氏、長谷川剛氏
青野正和氏、大井川和彦茨城県知事

IoT 用の重要部品と期待されるプログラマブル集積回路（FPGA）への搭載などの実用化のための基礎技術を著しく進歩させることができた。昨年末には、NEC ㈱による原子スイッチを搭載した高性能 FPGA の製品発表に至った。原子スイッチを搭載した新型 FPGA は、従来のトランジスタを利用した FPGA と比較すると、チップサイズを 1/3、電力効率を 10 倍などの高性能を実現している。また、電磁ノイズや放射線（宇宙線を含む）などに対する耐久性が高く、過酷環境下での誤動作が抑えられることもわかってきており、近年には人工衛星に搭載した実証が予定されている。
原子スイッチの興味深い応用として、次世代の脳型コンピュータ用デバイスである人工シナプスへの応用が期待される。人間の脳内の神経系は、学習などの外部刺激によって樹状突起の成長やシナプスにおける化学物質の伝達性の向上が生じると考えられている。この現象は、原子スイッチにおいて、外部電圧によって原子移動が生じて金属架橋が成長することにより電流が増加する現象と似ている。我々はこの類似性に着目して人間の記
憶などを模倣した機能を有する原子スイッチを実現しており、ハードウエアベースの脳型情報処理システム開発の先駆けとして注目されている。
これらの研究成果は、物質・材料研究機構の同僚や NEC ㈱の研究者など多くの方々との共同研究や支援によって得られたものであり、心より感謝いたします。今後も原子スイッチ技術を更に進歩させて、未来の高度情報化社会を創り出すための科学技術や産業の発展に尽力する所存である。

図1（a）半導体を利用したトランジスタの動作原理

図1（b）イオン伝導体を利用した原子スイッチの動作原理

第27回つくば奨励賞（実用化研究部門）

第27回つくば奨励賞（実用化研究部門）
モアレを利用したマルチスケール変位・ひずみ分布計測技術の開発
産業技術総合研究所 計量標準総合センター
分析計測標準研究部門
総括研究主幹
非破壊計測研究グループ
非破壊計測研究グループ

津田 浩
主任研究員 李 志遠
研究員
王 慶華

変位・ひずみ分布計測は社会インフラから電子デバイスに至る様々なスケールの構造物の検査で必要とされています。例えば喫緊の社会課題である高度成長期に建てられた老朽化した橋梁の維持管理においては、短時間、安価にたわみを計測する検査が望まれています。従来、たわみ計測には変位計が使われていますが点計測センサーである
ことから分布計測には手間とコストが掛かり、新技術の開発が求められていました。一方、微小ス
ケールではパワーデバイスに代表されるように近年、高温で動作する電子デバイスの開発が進められています。その開発には熱ひずみによる破損を防ぐため、ナノ・ミクロンサイズでの高精度な変位・ひずみ分布計測が求められています。
このような背景の中、我々は巨大構造物から電子デバイスに至るマルチスケールに渡る変位・ひずみ分布計測ニーズに応えるモアレを利用した画像計測技術の開発を進めてきました。
規則格子を重ね合わせることで生じる干渉縞であるモアレは、格子のわずかな変位・ひずみで、その模様が大きく変化します。逆に言えばモアレの模様変化を解析することで、格子の変位・ひずみ分布を高い精度で評価できます。具体的には規則格子を取り付けた測定対象のデジタルイメージ
を間引きと輝度補間の画像処理することで、モアレを作り出し、そのモアレの位相変化を解析する
ことで、測定対象の変位・ひずみ分布が評価できます。巨大構造物の変形分布を計測する際は規則
的模様を取り付けた構造物、または構造物が有する周期的構造を撮影したデジタルデータを画像処理することで、構造物の位置情報が含まれるモア
レ縞を作成し、変形前後の画像のモアレ縞から変位分布を解析します（図 1 参照）。また顕微鏡サイ
ズの微小領域の変形解析では半導体製造技術であるナノインプリンティングなどを利用してナノ・
ミクロンメートルオーダの規則格子を作成し、顕微鏡観察から得られるデジタル顕微鏡画像を用いて解析します。

左より江崎玲於奈会長、津田 浩氏、李 志遠氏
王 慶華氏、五十嵐立青つくば市長

開発された技術は宇宙航空研究開発機構が開発したロケット構造物の変形分布計測、つくば市の跨道橋や常磐自動車道に新設された橋梁のたわみ計測に利用されたほか、道路、鉄道分野の変位計測に適用されています。またデバイスのひずみ分
布計測では画像撮影に用いる顕微鏡の走査ゆがみが計測結果に影響を及ぼさない計測法や、従来の画像計測では難しかった広視野と高感度を両立する計測法を新たに開発することで、モアレを利用した微小領域計測の実用性を大きく高めました。
さらに開発技術を応用して、透過型電子顕微鏡の原子配列像から転位分布を自動的に検出する画像処理技術を開発しました。これらの微小領域計測
技術は熱ひずみにより破損しにくい材料設計や、欠陥の少ないデバイスの製造工程への貢献が期待されています。
上記した研究開発からつくば奨励賞（実用化研究部門）を賜り、研究者として非常に光栄に存じます。今後も開発技術の実用化を展開し、社会へ貢献する所存です。最後に共同研究企業、ならびに産業技術総合研究所から頂いたご協力にこの場を借りて感謝申し上げます。

図1

若戸大橋のトラス構造を利用して大型車両が通行したときのたわみ分布を計測した例
Science Academy of Tsukuba, No.33, March 20185

第27回つくば奨励賞（若手研究者部門）

第27回つくば奨励賞（若手研究者部門）
２つのドーパミン神経システムとその神経回路基盤
筑波大学

医学医療系

松本 正幸

教授
左より江崎玲於奈会長、松本正幸氏
五十嵐立青つくば市長

中脳に分布するドーパミン神経細胞は、動物が報酬を得たときに活動が上昇して、予測していた報酬が得られなかったときには活動が低下します。
このような報酬に関するドーパミン神経細胞の活動（ドーパミン報酬シグナル）が、報酬を得るための学習や意欲の脳内プロセスに極めて重要な役割を担っていることが報告されています。ただ、臨床研究からは、ドーパミン神経細胞の変性・消失は、パーキンソン病で見られるように、運動機
能障害や認知機能障害など、報酬とは直接関わりのない様々な障害を引き起こすことが報告されています。なぜ報酬シグナルを伝達するドーパミン
神経細胞の異常がこのような障害を引き起こすのでしょうか？我々は、これまで報酬シグナルのみを伝達すると考えられてきたドーパミン神経細胞が、“ 報酬以外 ” のシグナルを伝達する可能性とそのメカニズムについて解析を行なってきました。
ドーパミン神経細胞が報酬以外のシグナルを伝達している可能性を探るため、サルに罰刺激を与えたり、認知課題をおこなわせたときのドーパミ
ン神経細胞の活動を記録しました。その結果、ドーパミン神経細胞は、報酬シグナルを伝達するグルー
プと、“salience（顕著性）” に関わるシグナルを伝達するグループに分かれることを発見しました。
前者のグループは、正の価値を持つ報酬を得たときに活動を上昇させて、負の価値を持つ罰刺激が与えられたときに活動を低下させましたが、後者のグループは、罰刺激や記憶しなければならない
視覚刺激など、動物の行動や認知にとって重要な刺激が呈示されると活動を上昇させました。そして、報酬シグナルと salience シグナルを伝達する
ドーパミン神経細胞は異なる中脳の領域に分布していました。報酬シグナルを伝達するドーパミン
神経細胞は意欲や情動に関わる前頭前野腹内側部
や線条体腹側部に投射する部位に分布し、salience
シグナルを伝達するドーパミン神経細胞は運動機
能や認知機能に関わる前頭前野背外側部や線条体
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Science Academy of Tsukuba, No.33, March 2018

背側部に投射する部位に分布していました。これ
らの知見は、ドーパミン神経細胞がその分布領域
によって異なる機能を有することを結論づけるものです。
さらに、ドーパミン神経細胞という１つの細胞種が、報酬と salience という２つの異なるシグナ
ルを伝達できる神経回路基盤に関する研究を行い、外側手綱核と呼ばれる別の神経核が２つのドーパミン神経シグナルを形作る上で重要な役割を果た
すことを見出しました。報酬や罰刺激をサルに与えて外側手綱核からの神経活動を記録すると、外側手綱核も報酬の “ 価値 ” に関連したシグナルを伝達していました。また、外側手綱核を電気刺激す
ると、この神経核から報酬シグナルを伝達するドー
パミン神経細胞に強い信号入力があることが明らかになりました。以上の結果から、外側手綱核の報酬シグナルがドーパミン神経細胞に伝達され、ドーパミン報酬シグナルの起源になると考えられます。salience シグナルの起源については、少な
くとも外側手綱核以外の神経核であると考えられ、その同定は今後の課題です。
我々の一連の研究成果は、ドーパミン神経シグナルの多様性とその神経回路基盤を示すもので、
ドーパミン神経系の異常が引き起こす機能障害のメカニズムの理解や、診断法・治療法の開発につながるものと期待されます。

SAT テクノロジー・ショーケース 2018

SAT テクノロジー・ショーケース 20182018 年 2 月 8 日（木）、つくば国際会議場にて
いばらき先進技術展（茨城県主催）と同時開催
生物機能利用研究部門昆虫制御研究領域長）が2002 年 に は じ ま り、 今 年 で 17 回 目 を 迎 える研究展示会テクノロジー・ショーケースは、 コーディネーターとなり特別講演者とシンポジウム
講演者によるパネルデスカッションが行われた。
2018 年 2 月 8 日につくば国際会議場で開催された。参加者は 610 名であった。
主催：つくばサイエンス・アカデミー（（一財）
ポスター発表は 121 件（一般 117 件、つくば
茨城県科学技術振興財団）
発注目研究 4 件）で、午前中に 1 分間のインデ
SAT テクノロジー・ショーケース 2018
クシングで研究の概要が述べられ、午後からは実行委員会
コアタイムを分けてポスター発表が行われた。
実行委員会協力機関：農業・食品産業技術総合
今年度も盛況で、研究者と来場者の間で質問や研究機構意見交換が活発に行われた。ポスターの出展者
は、大学や研究機関の研究者のみならず企業や共催：茨城県、茨城県教育委員会、つくば市、高校生からもあり、学研都市ならではの研究発
筑波大学、高エネルギー加速器研究機構、物質・表の場となっていた。
材料研究機構、防災科学技術研究所、理化学研
ポスター会場には企画展示としてつくば市の究所、宇宙航空研究開発機構、農業・食品産業
国際戦略特区プロジェクトと茨城県の科学技術
技術総合研究機構、国際農林水産業研究セン振興施策として県立試験研究機関の取り組みがター、森林研究・整備機構、産業技術総合研究
紹介されていた。つくば発注目研究ポスターに所、国土技術政策総合研究所、国土地理院地理は物材機構、
産総研、農研機構からの発表があっ地殻活動研究センター、気象研究所、土木研究
た。いばらき先進技術展コーナーには、県内の所、建築研究所、国立環境研究所、（公財）つ研究開発支援型企業等 22 社の出展があり、さくば科学万博記念財団、アステラス製薬㈱、日らに共催機関広報展示として研究機関や企業か
本エクシード㈱、日本電気㈱、理想科学工業㈱、ら 18 件あった。また、弁理士による発明無料
日本弁理士会関東支部、つくば国際会議場
相談コーナーも併設されていた。
特別講演は門脇光一氏（農業・食品産業技術
後援：文部科学省、経済産業省、環境省、福島
総合研究機構生物機能利用研究部門長）より「ゲ
県、群馬県、栃木県、埼玉県、千葉県、東京
ノム科学がつぐむ未来」について行われた。ミ
都、神奈川県、（公財）茨城県中小企業振興公
ニシンポジウムは「つくば発―ゲノム科学がつ社、（公財）東京都中小企業振興公社、（公財）
ぐむ未来」をテーマとして「昆虫ゲノムとゲノ
千葉県産業振興センター、（一財）バイオイン
ム編集：昆虫科学が目指すもの」大門高明氏（京ダストリー協会、（公社）新化学技術推進協会、
都大学大学院農学研究科教授）、「ゲノム編集技術を使って機能性トマトを作る」江面浩氏（筑 （一社）つくばグローバルイノベーション推進
機構、（一社）茨城研究開発型企業交流協会、（一
波大学生命環境系教授）、「スマートセルによる社）ナノテクノロジービジネス推進協議会、（一
ものづくりを目指して」田村具博氏（産業技術社）電子情報技術産業協会、（一社）茨城県経総合研究所生命工学領域生物プロセス研究部門
営者協会、（一社）研究産業・産業技術振興協会、長）、「健康維持・増進に関係する食品とは」山㈱常陽銀行、㈱筑波銀行、㈱つくば研究支援セ本（前田）万理氏（農研機構食品研究部門食品
ンター、筑波研究学園都市交流協議会、つくば
健康機能研究領域長）の４件の講演ののち、中市商工会、つくば市工業団地企業連絡協議会
島信彦氏（農業・食品産業技術総合研究機構
Science Academy of Tsukuba, No.33, March 20187

SAT テクノロジー・ショーケース 2018

江崎玲於奈会長の開会式の言葉（要約）「今回で17回目、ポスター発表121件」「優れた研究成果は終わりではなく、ものごとの始まり」
本日はお忙しいところ、多数ご参加いただきましてありがとうございます。
テクノロジーショーケースはつくばサイエンスアカデミーの重要なイベントの１つです。2002 年に第 1 回を開催して以来、今回は 17 回になります。
つくばには約 2 万人の研究者がいます。つくばはある意味ではユニークな都市です。
研究者は日本には約 85 万人います。内訳は民間58%、大学 37%、公的機関 5% です。日本全体の研究者の 2% がつくばにいます。公的機関の研究者
は全国に約 4 万人いますが、そのうちの 30∼40%がつくばにいます。
私自身は企業の研究者でした。企業の研究は経営に影響されます。大学は研究と同時に、学生を教育するという重要な役割があります。公的機関
は何にも囚われずに自由に研究できるはずですので、研究するには素晴らしい環境です。
研究で必要なことは、私たちが見出したシーズを活用することです。
今回も企業の研究者にも参加していただきました。
シーズをニーズに結びつける役割が、ショーケー
スの目的の 1 つです。
ショーケースには、貴重なものを並べるという意味があります。本日は貴重な研究成果をみなさんに見てもらうチャンスです。
良い研究成果が生まれたということは、終わり
ではなく、ものごとの始まりです。成果をみなさんに知っていただいて、みなさんに評価していただくことは非常に重要なことです。
今回は一般ポスター 117 件、研究機関を代表する注目ポスター 4 件で、合計 121 件です。1 分間の持ち時間で講演していただきます。そして皆様の評価をいただきます。
午後には特別講演がございます。農研機構・生物機能利用研究部門長の門脇光一さんが「ゲノム科学がつむぐ未来」というタイトルで話されます。
農業をゲノムで捉える話です。最近、ゲノミック
スは医学、薬学、生物学などで重要な役割を演じています。医学では、がんを克服できるのはゲノ
ミックスではないかと、期待されています。
最後になりましたが、今回ご協力いただいた国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構の皆様と実行委員の皆様にお礼を申し上げます。
（文責／編集委員 角田方衛）

特別講演

ゲノム科学がつむぐ未来
農業・食品産業技術総合研究機構
ゲノムとは
ゲノムとは生物の遺伝情報の総体を呼び、いわば「生命の設計図」といえる。歴史的に振り返ると、
1900 年にメンデルの法則が再発見され、交雑による近代的な作物育種が行われてきた。1980 年代の後半から育種にゲノム情報を利用する研究が行われている。前世紀末から今世紀初頭に行われたイネのゲノム解読プロジェクトでは、日本が国際的なコンソーシアムの議長として取り組んだ。ヒト
ゲノム解読への日本の貢献度は 6％であったのに対して、イネゲノムでは日本の貢献度は 55％であった。その後も、農研機構は国際的なコンソーシア
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Science Academy of Tsukuba, No.33, March 2018

生物機能利用研究部門長

門脇 光一

ムに参加して、カイコ、ブタ、オオムギなど様々なゲノム解読作業に関与してきた。ゲノム情報を解読するまでは国際的に協力して行われるが、解SAT テクノロジー・ショーケース 2018

読した設計図がどのように生物の形や機能を作り出しているのかを読み解く部分は激しい国際競争になっている。
ゲノム科学の農業や食へのこれまでの利用
農産物のゲノム研究に関するトピックスを紹介する。まずイネゲノム解読プロジェクトの成果として、病気に強いとか味の良さとかを決める遺伝
子がどこにあるかが明らかになっている。イネは12 対の染色体から構成されるが、どの染色体のどの位置に目的とする遺伝子があるかを、その近傍にある DNA マーカーを指標に選抜を続けること
で、育種目的に応じた遺伝子だけを比較的早くに
導入することが可能になった。また、国民の３割もの患者がいるといわれる花粉症対策として、ア
レルギー反応を低減させるスギ花粉米の開発も行っており、現在、大学病院２機関と連携してヒトに対する臨床研究を進めている。
イネ以外の穀物、果樹、野菜、花などに対しても、ゲノム情報を活用した新品種開発が行われている。
近年では大量のデータを解析することでゲノミッ
クセレクション等の新たなゲノム情報を使った育種法も開発されている。家畜でも、ブタのゲノム情報を活用した品種育成を行っている。また、遺伝子組換えカイコを作る技術を開発し、診断薬や蛍光シルクなどの開発を行っている。
ゲノム科学の農業や食へのこれからの展開
これまでは交雑で目的とする遺伝子を効率的に選抜すること、あるいは目的とする遺伝子を加えることで農作物を改良してきた。新しい技術ではゲノムそのものを編集することが可能になった。
このゲノム編集技術は「はさみ」となる酵素を利用して、ゲノム上の目的とする箇所の配列の一部を除外して機能をなくしたり、別の配列に置き換える技術である。この技術は精密に突然変異を起こさせる技術であり、これによって農林水産物の特定の形や性質を設計通りに変えることが可能になる。このゲノム編集技術を活用して、現在、収量が飛躍的に多いイネ、甘くて長持ちするトマト、切っても涙の出ないタマネギなどの開発が進められている。
ゲノムを解読する速度は 20 年間で 100 万倍になり、解読にかかるコストは 10 年間で 10 万分の一に低減した。今世紀の初頭は国家プロジェクトで進められていたゲノム解読は、今や学生実験で行えるレベルになっている。これに加えて、ＡＩや
ディープラーニングなどの情報解析技術の革新的な進歩により、今まで蓄積してきた膨大なビッグデータを解析することが可能になりつつある。この結果、これまでわからなかった高度な生物機能が理解できるようになり、生物機能の高度な利用につながるものと期待されている。
これらの技術開発により、ゲノム科学は収量の増加や高付加価値農産物の開発といった農業と食の分野だけでなく、新素材開発といった工業の分野、炭素循環社会の構築や低農薬で栽培できる農作物実現といった環境の分野、健康増進や疾病予防といった健康の分野、そして、新しい産業や雇用の創出といった経済の分野といった多様な社会貢献が期待される。
講演後、江崎会長の司会で質疑応答が行われた。
参加者からは、ゲノム編集が育種研究の主なツールになるのか、スギ花粉米の社会実装に向けての方策と食べ過ぎても問題はないか、ゲノム編集や遺伝子組換え技術の社会受容に関する見解はどうか、木材に対するゲノム研究の現状はどうかなどの質問が出た。講演者からは、ゲノム編集は画期的な技術であるので、様々な育種研究のおもなツー
ルの一つになるであろう、スギ花粉米については
研究側はエビデンスを積み上げることを重視している、臨床研究では過剰摂取しても問題はないことが報告されている、現代の食生活は農作物は品
種改良の歴史の上に成り立っており、消費者のメ
リットにつながる品種改良が重要だと考えて研究を進めている、また直近の林産物に関するゲノム研究の詳細については森林研究・整備機構の研究者に確認して欲しい、という回答があった。
（文責／編集委員 迫田登稔）

ミニシンポジウム

つくば発－ゲノム科学がつむぐ未来
まず司会進行役の中島信彦氏（農研機構 生物
機能利用研究部門 昆虫制御研究領域長）より本
ミニシンポジウムの趣旨が説明された。現在、ヒトのゲノム解読が完了し、ゲノム情報を活用したがん治療が話題になっているが、本シンポジウム
では、ヒトではなく、昆虫、微生物、植物を対象とする。ヒトとの違いは、これらの生物をゲノム科学の技術でわれわれに役立つように改変できることである。ここでは、昆虫、微生物、トマト、お茶とゲノム科学との関係について、つくばで研究活動を行ってきた 4 氏にご講演いただいた。
①「 昆虫ゲノムとゲノム編集：昆虫科学が目指す
もの」
京都大学大学院農学研究科教授 大門高明氏
昆虫の最も大きな特徴は多様性で、昆虫は生物
Science Academy of Tsukuba, No.33, March 20189

SAT テクノロジー・ショーケース 2018の種数の半分を占め、多様な環境に進出している。
その要因となったのは、羽根の獲得と幼虫からさなぎを経て成虫になる変態である。
ここでは、カイコの脱皮や変態の内分泌制御を例にして、ゲノム科学が昆虫科学に与えたインパ
クトについて述べる。通常のカイコは 4 回脱皮して 5 齢幼虫になってさなぎに変態するが、2 回し
か脱皮せずにさなぎになる突然変異体が知られている。ところが、この突然変異体では、幼若ホル
モンがなくても 2 齢までは幼虫のままで、変態することができない。そこで、ゲノム編集技術を用いて通常のカイコの幼若ホルモン遺伝子を人為的に破壊したところ、3 齢以前は変態しないことが分かった。すなわち、さなぎ変態が起こるのは、
必ず 3 齢幼虫になってからといえる。また、幼若ホルモンの受容体遺伝子を破壊したものは、3 齢で死んだ。よって、通常のカイコが 4 回脱皮して5 齢幼虫になることが、幼若ホルモンや脱皮ホル
モンだけでは説明できないことがゲノム編集の実験から明らかになった。
昆虫科学が未来に与えるインパクトとして、短期的には昆虫の成長制御剤の開発、中長期的には昆虫のゲノムや形質をデザインする技術の開発につながる。
②「ゲノム編集技術を使って機能性トマトを作る」
筑波大学 生命環境系教授 江面浩氏
現在、ゲノム編集技術はバイオの様々な分野で用いられており、本講演ではその事例として機能性トマトを紹介する。トマトに限らず野菜は人によって好みが様々で、しかも飽きがこないよう、
新しい品種を迅速に開発する必要がある。従来は、自然の突然変異、化学、物理的な処理によって変異体を作成し、日持ちがよくなるトマトなど有用な品種を選び出していた。ゲノム編集技術は、迅
速な品種改良の速度が要求される作物の開発にとって非常に相性がよく、従来の約半分の期間で開発できるようになるのである。ゲノム編集技術
による作物の育種では、1 回の操作で精緻に変異を導入できるので、労力が大幅に低減され、社会実装という点でも期待できる。
ゲノム編集で作った機能性トマトの事例として、GABA（ギャバ、アミノ酸の一種）を含むト
マトを紹介する。GABA には血圧の上昇を抑制する効果があるほか、ストレスを緩和する効果もあるといわれている。GABA の蓄積に関与している
酵素の活性中心は「フタ」で覆われていて、ふだんは活性を示さない。ところが、細胞がストレスを受けると、「フタ」が開いて活性中心が露出し、GABA を合成するようになる。われわれはゲノム編集技術を用いて遺伝子を改変し、この「フタ」を外した。その結果、野生型の約 15 倍もの GABA
をもつ健康機能が期待できるトマトが得られた。
10

Science Academy of Tsukuba, No.33, March 2018③「スマートセルによるものづくりを目指して」
産業技術総合研究所 生命工学領域 生物プロセス
研究部門長 田村具博氏
われわれは、生物生産部門の中核として、基礎から応用まで幅広く研究を行っている。ゲノム情報を活用した新たな物質生産や作物に関する最近のトピックスに言及した後、スマートセル（生物の潜在能力を最大限引き出した細胞や微生物）について紹介があった。
スマートセルの背景技術として、ゲノム情報解
読技術、情報解析技術（IT、人工知能）、ゲノム編集技術が挙げられる。欧米が先行してこれらの技術を駆使し、分子育種や菌の改良を行った結果、開発期間を 5 ～ 10 年短縮することに成功している。
わが国も微生物による物質生産の効率化に取り組
むため、スマートセルを開発する必要がある。
スマートセルの開発は三段階からなる。最初の段階は、ゲノムをはじめとする一次情報と細胞評
価技術の構築、第二段階は、スマートセルと情報処理システムの構築、第三段階は、有効性検証、と情報処理である。このような開発手法により、
通常 3 ～ 4 年かかるところをわずか 3 ～ 4 か月で実用レベルの微生物を開発することに成功している。さらに、われわれの技術を社会還元するために、スマートセルの開発で得られた情報を公共デー
タベース化することを最終目標としている。
④「健康維持・増進に関係する食品とは」
農研機構 食品研究部門 食品健康機能研究領域長
山本（前田）万理氏
本講演では、健康になれる食品の開発事例を紹介する。従来の育種で機能性成分を大量に含む作物が全国で作られている。これらの作物の中で、動物、細胞でエビデンスのある作物を選び出し、これについてヒトで介入研究を行った。たとえば、
抗アレルギー作用をもつメチル化カテキンを含む
緑茶を 3 か月飲用したところ、鼻や目の症状に有意な改善が認められた
お茶とオレイン酸を組み合わせて摂取するとより効果が高くなることが分かった。作用メカニズ
ムの解明に遺伝子解析技術を用いたところ、脂肪SAT テクノロジー・ショーケース 2018

酸とリン脂質の相互作用解析によることが明らかとなった。また、大麦やケルセチン含有タマネ
ギなど機能性食品を複数含む弁当 （一食あたり
5,500 円）を 3 か月間食べると内臓脂肪が有意に下がることが分かった。興味深いことに、抗アレル
ギー作用をもつ機能性のメチル化カテキンを含む
お茶には、抗アレルギー作用だけでなく、血糖値を下げる作用があることも分かった。
機能性食品の課題として、機能性成分のばらつ
きや被験者をどのように選ぶかが挙げられる。今後、機能性食品が健康状態にどれだけ貢献できるか考えていきたい。
講演後、本ミニシンポジウムの講演者 4 氏と、特別講演の門脇 光一氏をパネリストに迎えて、総合討論が行われた。「サナギ化を促進する液性因子
は、他の生物でも同様か」、「作物の代謝回路を解析によって、生産量はどれくらいまで向上可能か」といった質問が寄せられた。また、遺伝子組換え技術を用いたエネルギー生産に関わるコストの問
題や機能性食品の日本人に対するデータ収集の必要性についても活発な議論が交わされた。
（文責／編集委員 川添直輝）

SAT テクノロジー・ショーケース
ポスター発表会場では、117 件の一般ポスター
発表、4 件のつくば発注目研究ポスター発表が行
われ、同時に 18 機関による共催機関広報展示、つくば市と茨城県による企画展示、弁理士による発明無料相談などがありました。
このショーケースの目的は、2 万人もの研究者が活動しているつくばにおいて、研究者・技術者・企業関係者が、最新の研究成果やアイデアを交換し合う場を提供することです。発表者の専門分野
は、物質・材料、ナノテクノロジー、環境、資源・エネルギー、農林水産、食品、生命科学、医療・福祉・介護、地球・宇宙、防災、土木・建築、情報通信技術、
機械・エンジニアリング、学際・業際領域、基礎科学、研究支援ベンチャー、物理、化学、生物といった多岐に渡る分野です。発表者も多彩な顔ぶれで構成されており、高校生の発表が 5 件、大学院生の発表が 43 件、若手研究者の発表が 34 件、中堅以上の研究者の発表が 39 件でした。
ポスター発表者は、午前中のセッション「ポスター発表インデクシング」では持ち時間 “ １分間 ”
で自身の研究内容を発表しました。幅広い分野の参加者に短い時間で研究内容を伝達する必要があ
るため、どの研究者もコンパクトに要点をまとめていました。例えば、総合得点賞に輝いた農研機
構の笠嶋めぐみ氏の発表は大変わかりやすいものだったと思います。午後のポスターのコアタイム
では、例年通りに賑やかになりました。どれも興味深い研究内容で、これほど多岐に渡った研究成果が同時に発表される舞台は、SAT テクノロジー

会場めぐり

ショーケースならではのものでしょう。
参加者全員に一般ポスター（つくば発注目研究
ポスターは除く）プレゼンテーション賞審査投票用紙が配布され、投票によって各ポスター賞が選出されました。最後の表彰式では、江崎玲於奈会長から賞状が授与されました。各部門の受賞者は以下の通りです。なお、ベスト異分野交流賞に輝いた筑波大学大学院の井上裕三氏は 3 年連続の受賞となりました。みなさま、おめでとうございました。
【総合得点賞】◦笠嶋 めぐみ（農研機構）「遺伝子組換え技術を用いたカイコの性転換 オス化カイコを作る」【ベスト産業実用化賞】◦野田 尚信（農研機構）「青いキクを創り出す技術の確立」◦平尾 雄二（農研機構）「体外培養によるマウス
卵子の大量生産」【ベスト新分野開拓賞】◦嶋本 康広（産業技術総合研究所）「未活用生物
資源の触媒変換による機能性物質の合成」◦川田 友紀（産業技術総合研究所）「動きを生みだすゲル－液晶の刺激応答性を利用した材料開発－」【ベスト・アイデア賞】◦横山 貴也（筑波大学大学院）「超音波ノズルを用いた氷噴流による新しい洗浄技術の開発」◦玉置 雅紀（国立環境研究所）「DNA にできた傷跡を目で見る その原理と応用について」

Science Academy of Tsukuba, No.33, March 201811

SAT テクノロジー・ショーケース 2018

【ベスト異分野交流賞】◦井上 裕三（筑波大学大学院）「ベンチュリ管式
マイクロバブル生成装置を用いた濁水処理」◦桐生 智明（産業技術総合研究所）「加齢に伴う竹材の構成要素の変化とその利用の可能性」【若手特別賞】◦藤澤 秀次（森林総合研究所）「セルロースナノ

ファイバーで包んだマイクロビーズ」【学生奨励賞】◦大学院生・大学生の部：上野 朝稔（筑波大学大学院）「裸眼立体視に対応した HepaticCockpit」◦高校生の部：市川 尚人（茨城県立並木中等教育
学校）「LED ライトの光が蚕に与える影響」（文責／編集委員 五藤 大輔）

SATテクノロジー・ショーケース2018を顧みて実行委員長

丸山 清明（SAT 運営会議委員 総務委員長）

今回の SAT テクノロジー・ショーケースは去る
2 月 8 日（木）に、つくば国際会議場で開催されました。今回は、農研機構に協力機関になっていただき、
昨年 5 月より準備を進めてきました。副実行委員
長には塩谷和正理事に務めていただきました。ポ
スター発表は同時開催された「いばらき先進技術展」と同じ部屋で行いました。そのためか、今年
は 610 名の参加をいただき部屋は賑わいました。
特別講演は農研機構の門脇光一生物機能利用研
究部門長にお願いしました。演題は「ゲノム科学
がつむぐ未来」でした。ゲノム研究はゲノム編集技術の登場で新しいステージに入りました。イネ
ゲノム研究をリードしてきた農研機構を初めとする最新の研究成果を分かりやすく俯瞰し、今後の展望を語っていただきました。ミニシンポジウム
では、京都大学の大門高明教授の「昆虫ゲノムとゲノム編集：昆虫科学が目指すもの」、筑波大学江面浩教授の「ゲノム編集技術を使って機能性トマトを作る」、産総研生物プロセス研究部門長の田村
具博氏の「スマートセルによるものづくりを目指して」、農研機構食品健康機能研究領域長の山本（前田）万理氏の「健康維持・増進に関係する食品とは」と題してお話をいただきました。いずれも急速に進歩しているゲノム科学を基盤として新たな技術を創りあげる業績と将来へのビジョンの紹介でした。
今回のプレゼンテーションのエントリー件数は121 件でした。プレゼンテーションは自分たちのポスターに聴衆を誘うことが最大の目的ですが、自分たちの研究成果の紹介に留まっている例が多数ありました。研究が成熟している場合は 1 分間
できちんと理解してもらえ
ると思いますが、途上の研究成果を 1 分間で説明するのはなかなか困難ですので、どうしても中途半端になってしまいます。学生や大学院生にこのようなプレ
ゼンテーションが目立ちました。そのうえ、このようなプレゼンテーションの場
12

Science Academy of Tsukuba, No.33, March 2018

合は、スライドの字数が多く、細かくて後部席の方々には読めなかったとおもいます。
私は、10 年以上、この 1 分間プレゼンテーショ
ンを聞いています。物質材料から生命分野、あるいは情報科学まで、多方面にわたる研究成果を 3
時間集中して聴くのは疲れます。しかし短時間で幅広い分野の最新の研究動向を知ることが出来る
ので、とても得した気分になれます。
プレゼンテーションの良否に参加者が投票して賞を競い合います。私の場合はレジメの右肩に A、B、C を書き込み、特に印象に残ったプレゼンテー
ションは A 〇、A ◎とします。最も得票数が多かった「総合得点賞」に輝いたのは農研機構の笠嶋め
ぐみ氏の「遺伝子組み換え技術を用いたカイコの性転換、オスカイコを作る」でした。オスは繊維が細く均質で、しかも同量のエサでもメスよりも20％生糸の生産量が多いことを初めて知りました。
そして、オスだけが生き残る技術を作りました。
メリハリとウィットに富んだ語りかけで、多くの人から票を得ました。私も A ◎を付けましたので投票しました。このほか、高校生の部の茨城県立並木中等教育学校の市川尚人君はじめ 11 名の方が表彰され、江崎玲於奈会長から表彰状が授与されました。おめでとうございました。
最後になりましたが、実行委員の方々、事務局、そして、協力機関の農研機構に感謝申し上げます。
また、共催並びに講演していただいた多くの機関・団体に感謝申し上げます。

つくば賞その後

つくば賞その後 -10「らせん状共役系高分子の創成と開拓」
立命館大学

平成 13 年（2001 年）に、標記の研究成果により第 13 回つくば賞を受賞させていただきました。このたび、｢つくば賞その総合科学技術研究機構

教授

赤木 和夫

ることができました。
３．らせんの強度と巻き方向の制御

後｣ について執筆の機会をいただきましたので、当該研究に関

次に、温度や光などの外部刺激によりキラル反転するキラル

する今日までの個人的研究の進展につきましてご紹介させてい液晶を創成して、これを動的不斉反応場として用いることで、ただきます。

ヘリカル共役ポリマーのらせん構造やスパイラル形態の巻き方向を自在に制御できるようになりました。また、ヘリカル芳香１．研究背景族共役ポリマーが発する円偏光発光の左右の巻き方向を制御す

今から約 30 年前、当時、有機物でありながら導電性を有す

ることも可能となりました。さらに、キラル液晶場のねじれをる代表的な共役ポリマーであるポリアセチレンに、配向性や延極限的に高めると、ポリマーのフィブリルが集合してバンドル

伸性を付与することは、高い電気伝導度を達成する上で喫緊の（束）を形成するだけの空間が確保できなくなり、いわゆるバ課題でありました。そこで、トルエンなどの等方性溶媒に代わっンドルフリーの捻れたフィブリルの形で得られることが明らかて液晶を溶媒として、外部磁場により液晶を巨視的に配向させになりました。これにより、キラル液晶場のねじれの度合いにた異方性反応場を構築することで、重合時に直接的に配向したより、らせん状ポリマーの高次構造をも制御できることがわか

ポリアセチレンを合成する手法を開発しました。これにより、りました。同時に、フィブリルの束を人工的にフィブリル一本

初めて 10 ４S/cm を超える高導電性と電気的異方性を達成する毎に分離する必要もなく、重合直後にフィブリル一本の物性評ことができました。

価に供する試料作りが可能となりました。

一般に、共役ポリマーは sp2 混成軌道の炭素からなる繰り返し

４．キラル液晶場での重合展開

単位が一次元的に連なった系であり、高導電性にとって共平面

N*-LC を溶媒とするキラル液晶場は、ヘリカルポリアセチレ性を高めることは当然のことと考えられていました。そのため、ンを合成する気液界面化学重合のみならず、クロスカップリン

共平面性が低下した捻れたポリマーを合成することは全く想定

グ重合、電気化学重合、さらには界面縮重合にも適用でき、芳されていませんでした。しかし、sp2 混成軌道を壊さない範囲

香族共役コポリマー型ポリチオフェン類、ローバンドギャップ

で捻れた構造を付与できれば、従来にない電磁気的性質や光学型芳香族共役ポリマーのポリ（エチレンジオキシチオフェン）、的性質が発現すると考え、らせん状共役ポリマーを合成するこ非共役の汎用ポリマーである脂肪族および芳香族ナイロン類なとを着想しました。合成に際しては、配向ポリアセチレンの合

どにヘリカル積層構造を付与することが可能となりました。今成時に使用したネマチック液晶に新たにキラル化合物を添加し日、ヘリカル積層構造を有する芳香族共役ポリマーは、円偏光て、キラルネマチック液晶（N*-LC）を調製し、これを不斉反発光性を示すため、低エネルギー消費型の表示デバイス材料や応場としてアセチレンの重合を行いました。

光暗号通信などの次世代光情報分野への応用が期待されていま

２．キラル液晶場での重合法の確立と進展す。

合成したヘリカルポリアセチレンは、繰返し単位間の二面角が極めて小さいながらも一方向に捻れたポリエン鎖と、そのポ５．らせん状共役ポリマーを前駆体とするヘリカルグラファイ
トの創成

リエン鎖が自己集合したフィブリルの束が渦を巻いたようなス

ヘリカルポリアセチレンで代表されるらせん状共役ポリマー

パイラル形態を有していました（図１）。一次構造のポリエン

は、左右の巻きが制御された特徴的なスパイラル形態を有して鎖から高次構造のフィブリル形態に至るまで、超階層的ヘリカ

おり、その形態やヘリシテを保持したまま炭素化ができれば、

ル構造のポリマーは共役系のみならず非共役系ポリマーにおいスパイラル形態と導電性に基づく特異な電磁気的性質をもつ炭ても他に例はなく、本重合法は新しい不斉重合の道を拓くもの

素化物が得られると期待されます。しかし、ポリアセチレンのでした。興味深いことに、N*-LC とヘリカルポリアセチレンの空気安定性や熱安定性は低く、約 450 ℃で熱分解し、共役鎖は

らせん軸は互いに直交しており、かつ両者のらせんの巻き方向切断されて高次構造は崩れ、800 ℃では無定形の炭素化物が 30

は互いに逆向きという結果でした。重合メカニズムを考察した% 以下の収率で得られるだけです。

ところ、キラル液晶場のキラリティがポリマーへ転写する様子

そこで、ヨウ素ドープしたヘリカルポリアセチレンフィルム

は、直角に噛み合った歯車どうしが、互いに逆回転しながら回を前駆体として炭素化することを試みました。すると、800 °C

転トルクを受け渡しする「ベベルギア」に酷似しており、キラに加熱処理しても、フィルムの形状が残るばかりか、スパイラル液晶場でのらせん形成機構を明らかにするとともに特徴づけ

ル形態も完全に保持されており、また炭素化収率も 70 － 80 %Science Academy of Tsukuba, No.33, March 201813

つくば賞その後と、未ドープの試料と比べてみても、非常に高い値が得られま構造の制御を実施しました。さらに、外部刺激応答性を有するした。さらに、2600 °C の高温で加熱しても、フィルム形状もキラル液晶場での不斉重合へと展開することで、ヘリカル共役

スパイラル形態も保持されていました（図１）。X 線回折、ラポリマーの電子 ･ 光機能を動的に制御することも可能となりま

マンスペクトル測定および透過電子顕微鏡の観察により、高温した。これらの研究を通じて、液晶と共役ポリマーが融合した

加熱により、ねじれたリボン状のヘリカルグラファイトが生成

新しい学際領域が創出され、物質科学の発展にいささかでも貢しており、このグラファイトは約 30 層のグラフェンが積層し献できたのではないかと考えております。

た構造であることが明らかになりました。従来、ヨウ素ドーピ
ングは、共役ポリマーの電気伝導度を飛躍的に向上させる手法

参考文献として知られていますが、「形態保持炭素化法」と名付けられ

1）K. Akagi: Helical Polyacetylene - Asymmetric Polymerization

た本手法により、ドーピング処理は共役ポリマーの炭素化やグin a Chiral Liquid Crystal Field, Chem. Rev., 109, 5354-5401

ラファイト化において、前駆体の形態を保持する役割を担うこ（2009）.

とがわかり、化学ドーピングの新たな側面を見出すことができ

2）K. Akagi: Polyacetylenes, in Conjugated Polymers: A

ました。また、電気化学的に酸化ドーピングしたヘリカルポリ

Practical Guide To Synthesis, Ed. by K. Muellen et al., RSC（エチレンジオキシチオフェン）を炭素化前駆体として用いる

Polym. Chem. Series, Chap. 2, 12-36（2014）.

ことでも、らせん状炭素化物やグラファイトを得ることが可能

3） B. A. San Jose and K. Akagi: Self-Assembled Liquid
Crystalline Conjugated Polymers: Synthesis, Development, andとなりました。

Their Advanced Electro-Optical Properties, in Nanoscience
以上、キラル液晶場で合成したヘリカルポリアセチレンを出with Liquid Crystals: From Self-Organized Nanostructures to

発点として、らせん構造やヘリカル積層構造、さらにスパイラ

Applications, Ed. by, Q. Li, Springer, Chap. 9, 319-353（2014）.

ル形態を有する種々のヘリカル共役ポリマーを創成しその高次

図１ キラルネマチック液晶（N*-LC）下で合成したヘリカルポリアセチレン（Helical PA）、
およびヨウ素ドープした Helical PA を前駆体とする炭素化により調製したヘリカルグラ
ファイト（Helical Graphite）

著者略歴

赤木 和夫（あかぎ かずお）
1980 年
1982 年
1984 年1991 年
1998 年
2003 年
2004 年
2006 年2015 年2017 年

14京都大学大学院工学研究科博士後期課程修了
福井大学工学部繊維機能性材料研究施設助手
筑波大学物質工学系講師
同大学・物質工学系助教授
同大学・物質工学系教授
同大学・学際物質科学研究センター長
同大学大学院・数理物質科学研究科物性分子工学専攻教授
同大学院・学際物質科学研究センター長
京都大学大学院工学研究科高分子化学専攻教授
同大学・福井謙一記念研究センター長
立命館大学・総合科学技術研究機構教授

Science Academy of Tsukuba, No.33, March 2018

科学の散歩道

科学の散歩道「アモルファスの本質と向き合った日々」
産業技術総合研究所 名誉リサーチャー

田中 一宜

はじめに

距離秩序が存在せず、構造表現の方法を持たない。理科

科学と技術の周辺で仕事をするようになってから 50

年表には載らない融通無碍の物質であり、それゆえ作り年以上になるだろうか。駆け出しの研究者として課題を方を規格化することが重要であった。「一日一善」と称こなしていた企業研究所時代（20 代）、アモルファス半

して、筆者は、組成の異なる数百の三元系（As-Te-Ge）

導体に出会い基礎研究に没頭した田無の電総研時代（30

試料の作製・切断・研磨を、毎日一組成について実施。

代）、そしてつくば移転後は、大学の本格参入を実現す

杉道夫さんと筆者が、手分けして実験を積み重ね、現象

べく二つの NEDO 産官学連携プロジェクトに関わったの機構解明に挑んだ。二年弱で、ほぼ全容を読み切った。

（40 代、50 代）。その後、新生の産総研および JST におスイッチ現象、メモリ現象など結果は十数編の学術論文

いて独法のマネジメントや科学技術政策に身を置く機会に結実したものの、シリコン素子技術を置換し得る条件があったが、研究現場からは遠かった（60 代、70 代）。

は満たしていなかった。1971 年初頭、グループは解散

振り返ってみて、生活時間の 100％を研究に投じたのはする。菊池さんはその後、ソニー中央研究所所長に就任

30 代の 10 年間である。珠玉のような日々であった。こした。

の期間がなければ、私は後年、独り立ちできなかっただろう。

アモルファスの本質にこだわる／光黒化にヒント

その頃、筆者は、アモルファス固体の本質とは何か、

研究テーマは自分で決める／会社を辞職について強くこだわるようになっていた。それがなけれ

松下電器東京研究所時代、X 線イメージコンバータのば学術的な価値は薄い。他人の追試はもうご免だ。理論

研究過程でアモルファス半導体に出会った。1967 年頃

については不規則系に関する N.F. Mott や M.H. Cohenである。同僚と調査するうちに強い興味が湧き、次期テーらの論文を熟読、実験については構造や光誘起現象の文マとして小池勇二郎所長にかけあった。一旦は認められ献を徹底的に渉猟した。その結果、古くから知られていたものの本社の方針変更で難しくなり、辞職を決心。紆る光黒化現象の背景にこそ本質が隠されているのではな

余曲折の末、1969 年 5 月、当時田無にあった電気試験

いかと疑念を抱いた。筆者の直感は単純である。光に当所（電総研）の菊池誠さんの研究室に転がり込んだ。そてると着色する現象はイオン結晶などに見られるが、その背景にあったのは、1968 年の 11 月、Physical Review

れらは空孔や不純物など構造欠陥に起因していて、ある

Letters に掲載された S.R.Ovshinsky のセンセーショナ

特定の吸収帯出現によるものである。一方、カルコゲナ

ルな論文である。新材料の多元系カルコゲナイドガラス

イド系アモルファス薄膜に観察される光黒化は、光にを使ってトランジスタを凌ぐ電気的スイッチ・メモリ素よって光吸収端（光学ギャップ）が低エネルギー側にシ子を作製したと発表、しかも論文の著者は無名の研究者

フトして傾斜は緩くなり、昇温によって回復する現象でであった。これを取り上げたのが、エレクトロニクスのあった。「バンドギャップのシフトは構造欠陥ではなく、黎明期にトランジスタと苦闘した経験のある菊池さん

骨格構造自身の変化に相違ない、構造の準安定性・不安だったのである。

定性こそ本質だ。」この推論は、米国中心の当時の定説と真正面からぶつかっていた。単独で As-S 系の実験を研究事始め／アモルファス半導体

続け、1972 年の夏ごろ、ようやくある作業仮説を得る。

菊池特別研究室は、直ちに、カルコゲナイドガラスのまた、そのころから材料部の荒井和雄さんと連日議論すスイッチ・メモリ現象のメカニズム解明にとりかかり、るようになった。まもなく、液体窒素へのジャブ付け実

御大を先頭に飯島茂、杉道夫、筆者が、寝食を忘れるほ験により仮説が定性的に証明された。そのときの興奮はど「なぞ解き」に熱中した。ガラスは典型的なアモルファ

今も記憶に鮮やかである。

ス固体であるが、全くのランダム構造というのではなく、
短距離秩序はほぼ保たれていて、これが結晶類似のバン
ドギャップ（光学ギャップ）を与える。しかしながら長光構造変化の発見／ライバルたちとの議論をバネに欧米のライバルたちと直接会って議論したくなった。
Science Academy of Tsukuba, No.33, March 201815

科学の散歩道

しかし、当時、30 代前半の研究者が官費で海外出張すにようやく離日、Washington の海軍基礎研究所での講ることはほとんど不可能。私費出張しか方法はない。1

演の後、Williamsburg に入った。筆者の招待講演には、

ドル 360 円の時代、月給 3 か月分が必要である。妻と相当時の日本では考えられないほど多くの質問が出て報わ談のうえ、1973 年 9 月、Garmisch-Partenkirchen（独）れた思いがした。当日の討論詳細は、そのまま会議プロでの第 5 回アモルファス・液体半導体国際会議への出席

シーディングズに討論記録として記載されている。これを決めた。論文は採択され、会議においてゼロックス社

以降、光構造変化はアモルファス固有の現象として認知の J.S. Berkes、ECD 社 の J.P. deNeufville ら と、 連 日、され、1977 年 7 月、Edinburgh（英）での第 7 回アモル

議論を重ねた。快適な気候やワインとともに、充実した

ファス・液体半導体国際会議からはセッションとして独終生忘れ得ぬ一週間であった。しかしながら、米国の二立した。1979 年 8 月、Boston（米）の第 8 回国際会議

人は、光黒化を構造変化と考える筆者の基本モデルには

では、筆者がその後の進展を含めて光構造変化の総合報

あくまでも否定的だったのである。構造変化の直接証拠告を行った。忘れられないのは、1977 年の Edinburgh

がぜひとも必要であった。翌年、半年以上をかけて、化会議の後、Cambridge のキャベンディッシュ研究所に

学量論組成 As2S3 ガラス薄膜について、光照射前後に生立ち寄り、念願であった N.F. Mott 先生と光構造変化にじる X 線散漫散乱スペクトルの僅かな振幅減少を長時ついて議論させて頂いたことで、帰国後も手紙によるコ間の積算測定により再現性良く検知することに成功しメントを二度頂いた。Mott 先生が P.W. Anderson らとた。光によって構造ランダム性（エントロピー）が増し

ともにノーベル物理学賞を受賞したのは、その二か月後たと解釈され、光吸収端スペクトルの傾斜が緩くなるこのことである。

とと対応していた。これらは昇温によって可逆的に復帰した。光構造変化の直接的証明として、また、アモル
ファス固有の物性として 1975 年 3 月、満を持して Appl.
Phys.Lett. に発表した。

むすび／科学と技術の狭間

思い切り科学を見つめて身を投じた 30 代の 10 年間が過ぎ去った。実は、後半の 5 年間は、光構造変化の研究と同時にアモルファス・シリコン技術の産官学連携国家

米国 AIP コンファレンスで招待講演

プロジェクトの準備に奔走していた。1975 年暮れにダ直後に、ゼロックス社 PARC の G. Lucovsky から突

ンディー大学の W.E. Spear と P.G. LeComber によって然 手 紙 が 届 い た。 翌 年（1976 年 ）3 月、Williamsburg

発表されたアモルファス・シリコン pn 制御の実験結果

で開催予定の AIP（米国物理学協会）コンファレンス

は、太陽電池やイメージデバイス用薄膜トランジスタと「アモルファス固体の構造と励起」に国際諮問委員としして大きく伸びることが予想され、国の研究所として無て招待する、というのである。12 月には「招待講演決視できなかったのである。科学から技術主体の世界へ

定」の電報も届いた。旅費滞在費すべてをカバーすると切り替える。筆者にとっては、それは自然な流れであっいう文言を、妻が最も喜んだ。しかし、渡米前の半年た。技術開発の成功には科学の目が必要であり、若い研間、他出席者への旅費援助など国際諮問委員としての仕究者には広いリベラルアーツの教育と基礎研究の体験が事、ESR やラマン散乱による確認実験、そして出発直不可欠と確信している。当時の大学には教養部がありリ前にはプロシーディングズに載せる 10 ページの招待論

ベラルアーツの精神が生きていたし、電総研には若者を文作成が重なった。過酷な作業であった。一介の主任研

泳がせておく「ふところの深さ」があった。組織を越え究官には秘書など居ない。ネットもパソコンもない時て多くの人と自由に交流ができた。私はそのような時期

代、自分で図を書きタイプを打ち、知力体力を使い果たに 30 代を過ごしたのである。（2018 年 2 月）した。口頭発表で論文が採択された荒井和雄さんと一緒

著者略歴

田中 一宜（たなか かずのぶ）
1963 年 東京大学工学部電気工学科卒業。工学博士。同年㈱松下電器東京研究所
1971 年 電子技術総合研究所（アモルファス材料研究室長、材料科学部長）
1992 年 産業技術融合領域研究所（総合研究官、プロジェクトリーダー）
2000 年 オングストロームテクノロジー研究機構（研究所長）
2001 年 産業技術総合研究所（理事）2006 年 科学技術振興機構（JST）研究開発戦略センター上席フェロー（近著）「ドキュメンタリー国家プロジェクト」（2016 年、静岡学術出版）。

16

Science Academy of Tsukuba, No.33, March 2018

つくば研究情報

筑波大学と楽天による新しい店舗システムに関する教育研究一体型産学連携
楽天株式会社 楽天技術研究所 リアリティドメイングループ マネージャー

益子 宗

1．はじめにまた、「影が食べ物の写真に与える影響」を調べた研究 [3]Society5.0 社会の実現に向け AI や IoT 等の技術を活用にも高い評価を得ることができている。

インターネットの発展により社会は劇的に変わり、は日本感性工学会にて優秀発表賞を受賞するなど学術的した利便性向上が期待されている。しかし、実際の商店やレストラン等の実店舗において、それら技術がどのよ
うに新しい価値を生み出していくのかについての未来ビ
ジョンは十分に共有されていない。一方で、日本ではソフトウェア分野における人材不足が危惧されており、
高度 IT スキルと産業界で通用する幅広い知見を兼ね備えた国際的人材を育成することが喫緊の教育課題である。この社会的課題に対するアプローチの一つとして、
2016 年度から筑波大学は楽天技術研究所と共同で校内に「未来店舗デザイン研究室」を開設し、PBL（Problem
Based Learning）を考慮した実践的ビジネス課題に対し

図 2. 学生と楽天市場出展店舗との意見交換の様子て取り組む、教育研究一体型産学連携を進めている（図 1）[1]。

図 3. 心拍により変化する空間演出システム

2017 年度からは本活動の成果として得られた「知」
図 1. 未来店舗デザイン研究室

2. 未来店舗デザイン研究室の取り組み

を学会活動を通じて広く社会へ還元することにも精力的に取り組んできた。筑波大学東京キャンパスで行われた
日本感性工学会大会（2017/9/13）では学会初となる企

2016 年度から楽天の企業研究員と筑波大学芸術系教業セッション「ポスト 2020 の e-Commerce と未来店舗員（山中敏正教授、内山俊朗准教授、山田博之助教）、における感性工学技術の提案」を主催、つくば国際会議

学生とが共同で「最先端のインターネット技術を活用し場エポカルにて行われたエンタテインメントコンピュー

た店舗システム」の研究開発に着手した。楽天市場出展

ティングの国際会議 ICEC2017（2017/9/18）では初め

店舗やビジネスに携わる企業人との定期的なディスカッての「e コマースとエンタテインメントに関する国際ションを実施することで実際のビジネス課題を理解し、ワークショップ（ECEC）」を開催し学術発表を行った。

コンピュータサイエンスや感性科学、デザイン思考アプ

また、筑波大学の学園祭（雙峰祭）（2017/11/4-5）にて「未ローチといった学際的で横断的な多岐に渡る研究活動を来カフェ」と題して実施した成果報告展は、700 名以上行っている [2]（図 2）。研究成果の一つである「心拍をの来場者を動員し、筑波大学学園祭グランプリにて『敢利用した店舗の空間演出システム」は筑波大学芸術専

闘賞』を受賞した（図 4）[4]。

門学群長賞やデザイン学会作品集に採録が決定（図 3）、
Science Academy of Tsukuba, No.33, March 201817

つくば研究情報

3. まとめ我々の実質的な研究活動はまだ始まったばかりだが、これまで述べたように既に学生教育と絡めた産学連携の成功事例が生まれてきている。社会ニーズに応える実践的なスキルを養成する新しい実践的カリキュラムとして、学術、産業界からの注目度も高い [6]。今後も筑波大学と楽天の組織的な連携で、先駆的な取り組みをすすめていきたいと考えている。この未来店舗デザイン研究
図 4. 雙峰祭における成果報告展（未来カフェ）

学術研究にとどまらず実験的な課題検証を行う過程で得られた学術的知見をビジネスの場で試験応用、社会室を中心とした我々の活動にご注目いただきたい。

参考文献[1] 筑波大学と楽天、最先端のインターネットを活用

実装へと発展させるといったユニークな産学連携教育のした新しい店舗システムに関する共同実証研究を新たな試みにも挑戦している。品川シーズンテラスで行開 始 , 筑 波 大 学 https://www.tsukuba.ac.jp/news/

われた三栄書房主催の雑誌 FUDGE の 15 周年イベントn201611041917.html（2016 年 11 月 04 日）「FUDGE Holiday Circus」（2017/10/14-15）では、楽天[2] 筑 波 大 学・ 楽 天 技 術 研 究 所 共 同 研 究 報 告 サ イ ト

市場出展店舗である有限会社 Zootie と筑波大学、楽天（2016 年 度 ），http://www.geijutsu.tsukuba.ac.jp/

技術研究所が三位一体となり、研究成果を活用した「近∼futurestore/ （2017 年 4 月 21 日）

未来型スタイリングルーム」のブース展示を行った。遠[3] Oscar E. SAKAY R., Soh MASUKO, Toshimasa

隔にいるショップスタッフが試着室にいるユーザに衣服

YAMANAKA, “The Effect of Shadows on

をレコメンドしたり会話をしながら接客ができるシステ“Deliciousness and Freshness” Impression on Foodムである。あいにくの雨にもかかわらず 2 日間で 400 名

Images Phase 1: Shadow template and creation of

以上の来場者が１時間待ちの行列をつくるほどの盛況でfood images”, 第 12 回日本感性工学会春季大会 , P-19,あった（図 5）[5]。

2017.
[4]【 開 催 報 告 】 未 来 カ フ ェ プ ロ ジ ェ ク ト - 筑 波
大 学 雙 峰 祭 , https://rit.rakuten.co.jp/static/news/
events/2017/1110_01.html （2017 年 11 月 10 日）[5] Event : FUDGE Holiday Circus with Shinagawa
Open Theater, https://rit.rakuten.co.jp/news/
article/events/2017/1031_01（2017 年 10 月 31 日）[6] 感性科学で実店舗とネットショップの相乗効果を！
筑波大と楽天がコラボ , 日刊工業新聞 https://www.
nikkan.co.jp/articles/view/00432809（2017 年 6 月 22日）

図 5. 近未来型スタイリングルーム

著者略歴

益子 宗（ますこ そう）2008 年2008 年より2016 年より2017 年より18

筑波大学大学院システム情報工学研究科博士課程修了．博士（工学）
楽天株式会社 楽天技術研究所（現職）
筑波大学芸術系 客員准教授（兼任）早稲田大学 招聘研究員（兼任）Science Academy of Tsukuba, No.33, March 2018

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磁性ナノ粒子を使ったがん温熱治療：
理工学の立場から
物質・材料研究機構 先端材料解析研究拠点 中性子散乱グループ 主幹研究員

1．はじめに

間宮 広明

近の取り組みを我々の成果もまじえて紹介する。

薬で治らないときは刃物で治る、刃物で治らないときは火で治る、というヒポクラテスの格言にもあるように、

２．ナノサイズの鍋は熱くなるのか

温熱療法（ハイパーサーミア）は古からの治療法である。

まず、IH クッキングヒーターの上でなぜ鍋は熱くな

しかし、現代医療の大きな課題となっているがん治療なるのかを考えなければならない。よく知られているようどでは、腫瘍が体内奥深くに潜んでいるため、外から炎に、金属に変化する磁場を加えると誘導起電力が生じ渦で炙るわけにはいかない。ここで、IH クッキングヒー

電流が流れる。このときジュール熱も発生しその金属をターを思い出すと、鍋はすぐに熱くなるのに手をかざし温める（渦電流損失）。このほかにも、鍋が鉄のようなても慌てて手を引くようなことはない。ならば、この鍋

磁性体であれば、N 極 S 極の向き（磁化の向き）は、磁を小さくして腫瘍内部に入れることができれば、あと場を高速で変化させるとその変化に追随できず、磁化がはクッキングヒーターの上に載るだけで正常な組織にダ

磁場と異なって向いているときに蓄えられるエネルギー

メージを与えることなくがんだけを叩くことができるはを向きが回転して安定になる際に周囲に放出する（ヒスずである。こんな単純な発想から始まった磁性温熱療法

テリシス損失）。クッキングヒーターの上で交流磁場にであるが、放射線は微量でも確率的影響による副作用の曝された鍋は、こうして加熱される。

可能性をゼロにできないのに対して 1 － 2℃程度の体温では、鍋を小さくしていくとどうなるであろうか。教

上昇の悪影響には不安が少ないことや、切除より焼灼の科書にもあるように誘導起電力は回路を貫く磁束に比例ほうが予後が良いと言われることもあって、手術・放射するので、ナノサイズの鍋（回路）では渦電流損失はほ線・化学療法に続く治療法として研究開発が本格化した。

とんど消えてしまう。一方、単位質量あたりの磁気エネ

では、どのようにして小さな鍋を腫瘍内部に入れるのルギーはサイズに依らないので、ヒステリシス損失はナか。まず、考えられたのが、針状に裁断した鍋を直接腫

ノサイズの鍋でも磁性体でできていれば発生させること

瘍に刺す、あるいは、さらに小さな粉にして注射器で腫ができる。こうして、磁性体の鍋（ナノ粒子）を用いた

瘍に注入するというアイデアである。しかし、これでは、

ハイパーサーミアに大きな関心が寄せられた。

外科的手術も可能な既知の腫瘍にしか有効ではない。そただし、普段見るような鍋と同じ重さの分だけナノ粒

こで、近年著しく発展したドラッグデリバリ技術を用い子を腫瘍にドラッグデリバリできるわけもなく、いかて体内深部に隠れた腫瘍にまで鍋を届け、転移がんを含に効率的に熱を発生させられるかが、工学研究者側の課めてすべての腫瘍を一網打尽にしようというという野心題となった。そこでは、磁性ナノ粒子にできるだけ多く的な研究に注目が集まった。ただし、そこで用いられるの磁気エネルギーを貯めこませてから磁極の反転を引き

鍋には、腫瘍の血管壁を自由に通り抜ける大きさとして起こし、熱の発生が終わったら即座に磁場の向きを変え

1/10000 mm（100 nm）以下の小ささが求められる。こて次のサイクルを始められるよう磁場を変化させなけれのため、本当にそうしたサイズで鍋を作り込むことがでばならない。また、磁場の大きさも磁極の反転を引き起きるのか、またそうした鍋は、普段我々が手にする鍋のこすのに十分で必要最小限であることが望ましい。このように IH クッキングヒーターの上で発熱するのか、とように、周波数や磁場振幅を最適化するには、磁性ナノいう疑問が生じた。本稿では、こうした課題に対する最粒子の動的な磁気応答の知識が必要となる。当初は、教Science Academy of Tsukuba, No.33, March 201819

つくば研究情報

科書に載っているような弱い磁場に対する線形応答の理なければならない、ということであり、その達成は容易

論や熱平衡状態のモデルを基に検討が進められたが、でではない。しかし、近年の半導体超微細加工技術の発展

きるだけ大きな磁気エネルギーの蓄積と解放のサイクル

は、磁性体をも正確に切り刻むことを可能にした。一方、を目指す実際のプロセスが線形応答で記述できるわけも化学的手法でも、最近のナノテクノロジー研究による核なく、また、大量の熱の散逸が目的のこの過程が熱平衡生成・粒成長制御や成長面選択のノウハウの蓄積を活かとはほど遠いことも明らかとなってきた。そこで、こうして、サイズや形の揃った磁性ナノ粒子を合成することした系にも分子動力学的シミュレーション技術が導入さができるようになった [3]。すなわち、発熱の最適条件

れ、例えば、ある条件では、N 極 S 極の向きが磁場とを満たした鍋を大量に準備できる時代が到来しつつある

垂直に安定することなど、旧来の理解を超えた挙動が予のである。

測されるようになった [1]。また、生体や液体の中でナノ粒子が動的にどのような挙動を示すのかを検証するに

４．結びは、これまでのようにマクロな量を測ることや表面からナノサイズの鍋を腫瘍だけに送り込み、IH クッキンの観察では不十分である。このため、ミクロな構造解析

グヒーターに寝るだけでがんは全滅ということが可能と力とマクロな透過力を兼ね備えた量子ビームを用いた分

なれば、これはひとつの理想の治療となる。ただし、そ析が始まり、次第に、上記の最適条件をはじめこうしたの実現には、工学の果たすべき役割も大きい。本稿でも系の全貌が明らかとなりつつある [2]。

述べたように、そこで求められた大規模数値計算、量子ビーム、ナノテクの各技術は国の重点領域であり、その３．ナノサイズの鍋をどう作るのか
上述のように、磁性体の鍋はナノサイズでも発熱し、相補利用の場として、茨城県 / つくば地区の総合力への期待は大きい。

その最適な条件も解明されつつある。しかし、実際にそうした鍋（磁性ナノ粒子）は作れるのか。磁性ナノ粒子

文献を液体に浮かべたコロイド：磁性流体は、無重力での燃[1] H. Mamiya and B. Jeyadevan, Sci. Rep., 1（2011）157:

料輸送のために 1960 年代に NASA で塊状の酸化鉄を粉Nature Japan 注目論文 .

砕して初めて作られた。一方、時期を同じくして、東北[2] H. Mamiya and B. Jeyadevan, Nanomaterials for

大学の下飯坂が化学的手法で微小な磁性酸化鉄ナノ粒子

Magnetic and Optical Hyperthermia Applications,の合成に成功した。このように磁性ナノ粒子の開発の歴

Chapter II（Elsevier, in press）.

史は半世紀を超えるが、上記のシミュレーション等で示された最適条件は、大きさや形に厳密な要求を含んでい[3] バラチャンドラン ジャヤデワン , 間宮 広明 , 磁気便
覧 3.6 （丸善 , 2016）.

た。これは何京個という粒子が同じ大きさや形をしてい著者略歴

間宮 広明（まみや ひろあき）
1994 年
1992 年 -2001 年
2001 年 - 現在
2002 年

20

筑波大学 大学院 博士課程 物理学研究科中退
科学技術庁 金属材料技術研究所
物質・材料研究機構
博士（工学） 筑波大学

Science Academy of Tsukuba, No.33, March 2018

第 12 回 SAT つくばスタイル交流会開催報告他

第 12 回つくばスタイル交流会開催報告2017 年 11 月 23 日
（木・祝）につくば国際会議場 中ホール 300 で、「科学と落語の共演」であるつくばスタイル交流会が開催されました。今回は、科学講話は物質・材料研究機構（NIMS） 板東義雄先生による「ナノテクはど
こまで進んだか」、落語は三笑亭夢花師匠（4 年連続の出
演）、参加者は 144 名でした。
板東先生の「ナノテクはどこまで進んだか」は、①ナ
ノテクとは何か、②どんな研究がなされたか（自身の研究成果を含めて）、③各国の取り組み、④今後の発展は？
から構成されたもので、一般向けに分かりやすい内容でした。
「① ナノテクとは何か」ではナノテクの定義、クリントン米国元大統領の国家ナノテクノロジーイニシャティ
ブ宣言でナノテクノロジーが世界的ブームになったこと、ナノ物質の産業応用への期待など、「②どんな研究がなされたか」ではつくばでの研究成果として、CNT の開発の歴史、演者自身の成果であるナノ温度計、BN ナノチュー
ブの発見などの紹介、「③各国の取り組み」では日本の第2 および 3 期科学技術基本政策にナノテクが重点分野の一つに挙げられる等ある程度重要視され、予算も確保された時期はあったが、中国などの急激な伸びと比較すると十分とは言えず、その結果もあり、論文数も日本は中国と比較してあまり伸びていない。これは単に量だけの問題ではなく、質でも負けているとのことでした。
「④ナ
ノテクの未来は」では NIMS 国際ナノアーキテクトニ
クス研究拠点の挑戦として、「３つのグランド・チャレン
ジ 人工脳の創成、室温超伝導、人工光合成の実現」を掲げているとのこと。50 年後の実現に期待したいと思いました。
後半は三笑亭夢花師匠による落語です。
「待ってました～」の自らの掛け声での登場です。九官鳥、藪医者などの小噺の後、「四人癖」「エンジェル」「船徳」の落語三題でした。
「四人癖」では爆笑、「エンジェル」では涙涙、「船徳」では扇子を絞るようにして櫓をこぐ際の擬音を出す
名人芸に拍手喝采でした。師匠の出し物は古典落語が多いのですが、「エンジェル」は新作落語で、しかも一般からの公募作品です。また「エンジェル」「船徳」は昨年のスタイル交流会茶話会で参加者から要望があったものだ
そうです。ストレスの多い現代ですが、勤労感謝の日の良い贈り物になったと思いました。笑う門には福来る。
（伊ヶ崎記）

SAT 活動報告（賛助会員交流会、研究情報交換会、サイエンス・カフェ）
第 18 回賛助会員交流会（2017 年 12 月 12 日）、第 11回研究情報交換会（2017 年 9 月 4 日）
、第 12 回研究情報交換会（2018 年 1 月 26 日）、第 5 回サイエンス・カフェ（2017 年 10 月 11 日）が開催されました。開催報告に関しましては、SAT の HP（http://www.science-academy.jp/）
What’s New のそれぞれの開催報告をご覧ください。
第 18 回賛助会員交流会
12 月 12 日（火）午後 1 時 15 分からつくば会議場 303
室およびサロンレオで開催されました。参加者 30 名。
賛助会員の事業紹介
理想科学工業株式会社 開発本部 開発管理部
技術管理二課長 橋元博英氏
不二製油グループ本社株式会社
未来創造研究所 釘宮 渉氏
ツジ電子株式会社 代表取締役 植松弘之氏
つくば研究者講演
高エネルギー加速器研究機構（KEK）
大学・産業連携推進室長 池田 進氏「KEK の現状とトピックス～最先端基礎研究と社
会連携」
産業技術総合研究所 製造技術研究部門
総括研究主幹 澤田浩之氏「中小企業の IoT 導入支援へ向けた取り組み」

第 11 回研究情報交換会（テーマ「ナノアーキテクトニ
クスの現状と今後」）
9 月 4 日（月）午後 5 時からつくば会議場サロンレオ
で開催されました。参加者 18 名。
話題提供者
産業技術総合研究所フェロー 清水敏美氏
物質・材料研究機構 MANA 主任研究者 有賀克彦氏
第 12 回研究情報交換会（テーマ「健康長寿を支えるファ
イトケミカル ～現状と今後」）
1 月 26 日（金）午後 5 時 15 分からつくば会議場サロン
レオで開催されました。参加者 19 名。
話題提供者
筑波大学生命環境系 准教授 坂本和一氏
農研機構 食品研究部門食品健康機能研究領域
領域長 山本（前田）万里氏
第 5 回サイエンス・カフェ（テーマ「嗅覚センサーの開発と応用」）
10 月 11 日（水）午後 5 時 30 分からつくばエキスポセンター 「ほし☆カフェ」で開催されました。参加者 30 名。
話題提供者
物質・材料研究機構 MANA ナノメカニカルセン
サーグループ グループ長 吉川元起氏（伊ヶ崎記）
Science Academy of Tsukuba, No.33, March 201821

SAT 活動報告：運営会議

つくばサイエンス・アカデミー運営会議報告2017 年度つくばサイエンス・アカデミー運営会議が 2018 年 2 月 8 日（木）午後 1 時からつくば国際会議場 304 号室で開催され、役員の選任が行われ、また新たに特別会員 10 名が承認されました。さらに、「会員の高齢化、減少傾向が進んでいることから、現役の研究者が中心になって事業の企画立案を行うことにより、現役世代にも魅力あるアカデミーを目指すとともに若手会員の加入促進を図る」ことを目的として企画委員会の設置が承認されました。
つくばサイエンス・アカデミー役員 （2018年2月8日現在）
正夫

関彰商事株式会社代表取締役会長（一財）茨城県科学技術振興財団理事長・つくば国

関

中鉢 良治

（国研）産業技術総合研究所理事長

際会議場館長津村 聡一

日本電気株式会社 IOT デバイス研究所長

◆会長
江崎玲於奈
◆副会長

永田 恭介

筑波大学学長（公財）つくば科学万博記念財団理事長

村上 和雄（公財）国際科学振興財団理事／筑波大学名誉教授

中原

岡田 雅年

（国研）物質・材料研究機構名誉顧問

中村 道治（国研）科学技術振興機構顧問

西川 和廣（国研）土木研究所理事長
筑波大学生命科学動物資源センター客員研究員◆運営会議委員徹

石田 瑞穂（国研）産業技術総合研究所客員研究員

西村

暹

五十嵐立青

つくば市長

沼尻

博

沼尻産業株式会社代表取締役会長

今瀬（一財）茨城県科学技術振興財団専務理事

橋本 和仁（国研）物質・材料研究機構理事長（国研）農業・食品産業技術総合研究機構理事長

肇

井邊 時雄
餌取 章男
☆大井川和彦林純一

筑波大学名誉教授

科学ジャーナリスト

林春男（国研）防災科学技術研究所理事長

茨城県知事

板東 義雄

（国研）物質・材料研究機構エグゼクティブ・アド
バイザー

大久保博之

茨城県商工会議所連合会会長

太田 敏子

筑波大学名誉教授

丸山 清明

元（国研）農業・食品産業技術総合研究機構理事

岡田 安弘

大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機

三木 幸信（国研）産業技術総合研究所副理事長兼つくばセン
ター

構理事
鬼澤 邦夫

株式会社常陽銀行取締役会長

三村 信男

茨城大学学長小幡 裕一（国研）理化学研究所バイオリソースセンター長

村上

株式会社日立製作所研究開発グループ材料イノ

貝沼 圭二（公社）大日本農会理事

金山 敏彦（国研）産業技術総合研究所フェロー

渡辺 知保（国研）国立環境研究所理事長

岸新構造材料技術研究組合理事長／東京大学名誉教

渡戸（国研）宇宙航空研究開発機構筑波宇宙センター所

輝雄

元ベーションセンタ長
満

授

長代理

久野美和子

電気通信大学客員教授／内閣府地域活性化伝道師

☆新任

小玉喜三郎

（国研）産業技術総合研究所特別顧問☆佐藤 一彦【 国立研究開発法人は（国研）と略記】
計 39 名（国研）産業技術総合研究所 触媒化学融合研究センター長

特別会員（2018 年 2 月 8 日承認された方）
江面 浩
山海嘉之

筑波大学 生命環境系 教授、

櫻井鉄也

筑波大学 システム情報系 教授

つくば機能植物イノベーション研究センター センター長

香取秀俊

東京大学工学系研究科 教授

筑波大学大学院 システム情報系 教授

寺部一弥

物質・材料研究機構

国際ナノアーキテクトニクス研究拠点

主任研究者

CYBERDYNE 株式会社 代表取締役社長
辻中 豊

筑波大学 人文社会系 教授

長谷川剛

早稲田大学理工学術院先進理工学部 教授

梅村雅之

筑波大学 計算科学研究センター センター長

原田幸明

物質・材料研究機構 アドバイザー

柳沢正史

筑波大学 国際統合睡眠医科学研究機構 機構長・教授

企画委員会委員
委員長 佐藤一彦 産業技術総合研究所 触媒化学融合研究センター長
浅川真澄 産業技術総合研究所 触媒化学融合研究センター副セン
ター長田頭佳奈 産業技術総合研究所 つくばセンターつくば東事業所

山本万里

農研機構 食品研究部門 食品健康機能研究領域 領域長

礒田博子

筑波大学 生命環境系 北アフリカ研究センター 教授

久野美和子 つくばサイエンス・アカデミー総務委員、電気通信大学客員教
授研究業務推進室会計グループ主査
吉武道子 物質・材料研究機構 国際ナノアーキテクトニクス研究
拠点 半導体デバイス材料グループ主席研究員

SAT 個人会員へのお知らせ
つくば国際会議場のレストラン「エスポワー
ル」の食事代が会員証提示で２割引となります。
個人会員で、昼食、喫茶に限ります。どうぞ
ご利用ください。

22

Science Academy of Tsukuba, No.33, March 2018

SAT フォーラム予告大隅良典先生（2016 年ノーベル生理学・医学賞受賞）の講演会を開催します。
日 時：2018 年 7 月 3 日（火）午後 3 時～ 4 時 30 分
会 場：つくば国際会議場大ホール
参加費：1,000 円（ただし、会員・会員家族、学生 無料）

賛助会員一覧他

つくばサイエンス・アカデミー賛助会員一覧（五十音順）あ アステラス製薬株式会社 つくば研究センター さ 株式会社 Scientific Language
荒川化学工業株式会社 筑波研究所
株式会社 JTB 関東
家田化学薬品株式会社 筑波支店
株式会社常陽銀行
育良精機株式会社
株式会社常陽産業研究所
株式会社池田理化
新日鐵住金株式会社 鹿島製鐵所
一般社団法人茨城県経営者協会
関彰商事株式会社
茨城県信用組合
株式会社セノン 茨城支社
国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 筑波宇宙センター た 大鵬薬品工業株式会社 研究本部（つくばエリア）
株式会社エア・リキード・ラボラトリーズ
大陽日酸株式会社 つくば研究所
株式会社 S・Labo
高橋興業株式会社
オークラフロンティアホテルつくば
田中貴金属工業株式会社 筑波事業所
株式会社つくばエッサ
か 国立研究開発法人科学技術振興機構
公益財団法人つくば科学万博記念財団
カゴメ株式会社 イノベーション本部
一般社団法人つくば観光コンベンション協会
株式会社カスミ株式会社筑波銀行
キッコーマン株式会社 研究開発本部
株式会社つくば研究支援センター
株式会社クラレ つくば研究センター
つくば国際会議場
株式会社クレフ
株式会社つくば山水亭
公益財団法人国際科学振興財団
つくば市
つくば市商工会
ツジ電子株式会社
テスコ株式会社
東京化成工業株式会社
戸田建設株式会社 技術研究所（五十音順）な 日京テクノス株式会社
日清製粉株式会社 つくば穀物科学研究所
日本新薬株式会社 東部創薬研究所
日本ハム株式会社 中央研究所
日本エクシード株式会社
日本電気株式会社 筑波研究所
日本電子株式会社
は 浜松ホトニクス株式会社 筑波研究所
日立化成株式会社 先端技術研究開発センター
株式会社日立製作所 日立研究所
不二製油グループ本社株式会社
国立研究開発法人 物質・材料研究機構
ペンギンシステム株式会社
国立研究開発法人 防災科学技術研究所
ま 三菱ケミカル株式会社 阿見センター
水戸商工会議所
や 公益財団法人山田科学振興財団
ら 理想科学工業株式会社 理想開発センター（60 企業・団体）
2018 年 2 月 8 日現在

編集委員

SAT 編集事務局■餌取章男/ つくばサイエンス・アカデミー総務委員（編集委員長）■渋尾■内山俊朗 / 国立大学法人筑波大学芸術系■伊ヶ崎文和 / つくばサイエンス・アカデミーコーディネータ

篤 / つくばサイエンス・アカデミー事務局長■川添直輝 / 国立研究開発法人物質・材料研究機構■五藤大輔 / 国立研究開発法人国立環境研究所■迫田登稔/ 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

表紙写真説明：上左：第14回江崎賞受賞者 香取秀俊氏
上右：テクノロジー・ショーケース 特別講演
下左：テクノロジー・ショーケース ポスター発表会場
下右：テクノロジー・ショーケース ポスター賞受賞者の皆様■角田方衛 / 元科学技術庁金属材料技術研究所■東口

達 / 日本電気株式会社■松崎邦男 / 国立研究開発法人産業技術総合研究所

編集後記
会誌 33 号は第 14 回江崎玲於奈賞・第 28 回つくば賞・
第 27 回つくば奨励賞および SAT テクノロジー・ショー
ケース 2018 が主たる内容です。
香取秀俊氏（江崎玲於奈賞：「光格子時計の考案、実証および高精度化」）、寺部一弥氏、長谷川剛氏、靑野正和
氏（つくば賞：「原子スイッチの発明と実用化のための研究」）、津田浩氏、李志遠氏、王慶華氏（つくば奨励賞（実用化研究部門）：「モアレを利用したマルチスケール変位・ひずみ分布計測技術の開発」）、松本正幸氏（つくば奨励
賞（若手研究者部門）：「２つのドーパミン神経システムとその神経回路基盤」）おめでとうございました。今後ますますのご発展を祈念申し上げます。
SAT の行事の中で最も力を入れている SAT テクノロ
ジー・ショーケース 2018 は異分野交流による知の触発を目指すものです。今回は農研機構が協力研究機関で、ゲノム科学を取り上げ、特別講演・ミニシンポジウムの企画・開催に対して全面的に協力いただきました。感謝
申し上げます。今回も会誌編集委員に記事をまとめていただきました。
つくば賞その後 -10 では筑波大学から現在は立命館大学に移られました赤木和夫氏に「らせん状共役系高分子の創成と開拓」に関しまして、研究の背景、つくば賞受
賞後の研究の進展について執筆いただきました。「科学の散歩道」では「アモルファスの本質と向き合った日々」と題して、電総研、産総研に長い間勤務された田中一宜氏に執筆をお願いしました。アモルファスの本質にせまる迫力を感じました。「つくば研究情報」では新しい産学連携の動きについて「筑波大学と楽天による新しい店舗システムに関する教育研究一体型産学連携」と題し、楽天の益子宗氏、つくばの総合力への期待が大きい「磁性ナノ粒子を使ったがん温熱治療：理工学の立場から」を
物質・材料研究機構の間宮広明氏に執筆いただきました。
SAT テクノロジー・ショーケース 2018 開催の日に、運営会議が開催され、役員の選任、特別会員の承認さらには「現役の研究者が中心になって事業の企画立案を行うことにより、現役世代にも魅力あるアカデミーを目指すとともに若手会員の加入促進を図る」ことを目的として企画委員会の設置が承認されましたので報告します。
なお、今回から誌面を削減する方向で表表紙・裏表紙
含めて 24 頁としました関係で SAT 活動報告は HP からご覧いただくこととしました。
（伊ヶ崎記）

Science Academy of Tsukuba, No.33, March 201823

Contents 33
No.

2

March 2018

○第14回江崎玲於奈賞・第28回つくば賞・第27回つくば奨励賞授賞式●江崎玲於奈賞

国立大学法人 東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻 教授
国立研究開発法人 理化学研究所 香取量子計測研究室 主任研究員「光格子時計の考案、実証および高精度化」

香取秀俊

●つくば賞

国立研究開発法人 物質・材料研究機構 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点
MANA 主任研究者
寺部一弥
学校法人 早稲田大学理工学術院先進理工学部応用物理学科 教授
長谷川剛
国立研究開発法人 物質・材料研究機構 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点
エグゼクティブアドバイザー
青野正和「原子スイッチの発明と実用化のための研究」●つくば奨励賞（実用化研究部門）

国立研究開発法人 産業技術総合研究所 計量標準総合センター
分析計測標準研究部門
総括研究主幹
非破壊計測研究グループ 主任研究員
非破壊計測研究グループ 研究員

津田 浩
李 志遠
王 慶華

「モアレを利用したマルチスケール変位・ひずみ分布計測技術の開発」●つくば奨励賞（若手研究者部門）

国立大学法人 筑波大学医学医療系 教授「２つのドーパミン神経システムとその神経回路基盤」
7

松本正幸○SATテクノロジーショーケース2018報告

特別講演 「ゲノム科学がつむぐ未来」

ミニシンポジウム 「つくば発－ゲノム科学がつむぐ未来」（全体紹介/会長挨拶/特別講演/ミニシンポジウム/会場巡り/全体総括）
13○つくば賞その後-10

15○科学の散歩道

17○つくば研究情報「らせん状共役系高分子の創成と開拓」

立命館大学 総合科学技術研究機構 教授「アモルファスの本質と向き合った日々」

国立研究開発法人 産業技術総合研究所 名誉リサーチャー

田中一宜「筑波大学と楽天による新しい店舗システムに関する教育研究一体型産学連携」
楽天株式会社 楽天技術研究所 リアリティドメイングループ マネージャ－

益子

国立研究開発法人 物質・材料研究機構 先端材料解析研究拠点 中性子散乱グループ 主幹研究員

間宮広明「磁性ナノ粒子を使ったがん温熱治療：理工学の立場から」
21

赤木和夫

宗

○第12回つくばスタイル交流会開催報告他

22○つくばサイエンス・アカデミー運営会議報告

23○賛助会員一覧、編集委員（役員一覧、特別会員、企画委員会委員）

編集後記

Science Academy of Tsukuba
つくばサイエンス・アカデミー

Ｃ

発行：
（一財）
茨城県科学技術振興財団つくばサイエンス・アカデミー
事務局
http://www.science-academy.jp/■（一財）茨城県科学技術振興財団つくばサイエンス・アカデミー〒305-0032 つくば市竹園2-20-3 つくば国際会議場内
TEL：029-861-1206 FAX：029-861-1209 Email:academy@epochal.or.jp

発行日：2018年3月31日
発行人：江崎玲於奈
編集人：餌取章男