関西研ホームページ https://www.qst.go.jp/site/kansai/

2019年11月の主な動き
関西光科学研究所（令和元年11月30日発行）

メッセージ
最近の驚き
－「へぇー」と思ったこと－

ダントツは、皆さんご存じの旭化成・吉野彰名誉フェローによる2019年ノーベル化学賞の受賞。それと、グーグルの53キュービット（量子ビット）量子コンピュータによる「量子超越性の実証」、これらは他紙の解説をご覧ください。
国内のセンサ開発の状況を知りたくて、【センサイト（SENS‣AIT） ：SensorとAI、ITの融合造語】という名前のメルマガに登録している。このサイトをのぞくと、次世代IoTをはじめ、ありとあらゆるセンサの紹介やセンサを使った製品情報で溢れている。10月号には、QSTのSIP事業での研究成果「NICTら，生体情報を量子暗号システムで保存」のプレス記事も掲載されている。
今日は、「生体ガス成分の高感度バイオセンシング」を紹介したい。
私たち人間は食物を消化・代謝すると、生体から微量のアセトンガス（「へぇー」）が血液を介して呼気や尿に放出されるのだそうだ（アセトアルデヒドならば身に覚えがあるのだが、・・）。放出されたアセトンガスの濃度は、脂質代謝に異常のある糖尿病患者と健常者で数倍異なるとのこと。これによって、脂質代謝に異常のある糖尿病予備軍の健常者も、ガス濃度の経時変化から、正常-危険の進行度合がわかるらしい。
この非侵襲測定には何が使われるか？というと、光である（「へぇー」）。呼気中のアセトンガスをある酵素と反応させて、これを紫外光ダイオードで照らした際の蛍光を計測する。この光検出には、数十から数千ppbの高感度計測が求められるが、既に動物実験で実証済みとのこと。
日々、私たちが研究開発している計測技術の一端が、世の中で何に使えるのかを想像してみることも益々重要な時代かと。
これ以外にも、就業人口の減少・老齢化対策として、これまで長年にわたり培ってきた農業技術を維持・継承するために、各種センサとIoTを導入した例（8月号掲載）も面白い。興味のある方は、センサイト（http://sensait.jp/contentslist/）をのぞいてみては如
何？
【副所長 杉山 僚】

１０月３１日（木）-１１月２日（土） けいはんな情報通信フェア２０１９に出展（けいはんなプラザ（京都府精華町））
１１月 ふぉとん11月祭（きっづ光科学館ふぉとん）
１１月１１日（木） 第７０回KPSIセミナー開催（木津地区）
１１月１２日(金） 【見学受入】株式会社日鉄テクノロジー（木津地区）

１１月１４日（木） 総合防災訓練（木津地区）
１１月２１日（木） 第１３回QST播磨セミナー開催（播磨地区）

今後の主な予定
１２月３日（火） 【見学受入】宮城県富谷高等学校（木津地区）
１２月４日（水）、５日（木） 第3回QST国際シンポジウム「量子生命科学」開催（奈良春日野国際フォーラム甍 ～I･RA･KA～）
１２月５日（木） 【見学受入】宮城県宮城第一高等学校（木津地区）
１２月６日（金） 放射光科学研究施設2020A期利用課題公募締切
１２月６日（金） 第７１回KPSIセミナー開催（木津地区）
１２月２７日（金） 令和元年 仕事納め
令和２年１月６日（月） 令和２年 仕事始め
１月１０日（金）-１２日（日） 第３３回日本放射光学会年会・放射光科学合同
シンポジウム（愛知県産業労働センター）
１月２９日（水）-１月３１日（金） nano tech 2020 第１９回国際ナノテクノロジー総合展・技術会議（東京ビッグサイト）
１月２９日（水） 文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業 令和元年度
秀でた利用成果発表会、秀でた利用成果・技術スタッフ表彰式（東京ビッグサイト）

イベント紹介
令和元年度学生研修・米国NNCI 施設利用研修プログラム成果発表会
文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業では、次世代の研究者・技術者の育成支援強化のため、毎年「学生研修プログラム」を実施しています。日本の第一線の研究者・技術者との交流を通じて、次世代を担う若手に研究設備の共用文化を浸透させること、研修生の今後の研究開発を進める上での人材ネットワークの形成に寄与することが目的です。放射光科学研究センターでは８月１９日から２３日の間に、学生１名（名城大・学部３年生）を受け入れ、半導体ナノ構造の結晶成長と評価に関する講義と実習を行いました。
9月２５日（水）には東京大学本郷キャンパスで、「学生研修プログラム」に参加した研修生５２名（学部生１９名、高専１名、高専専攻科１名、修士課程２４名、博士課程７名）、米国NNCI施設利用研修プログラムに参加した３名（修士課程１名、博士課程２名）の計５５名による成果発表会が行なわれました。放射光科学研究センターで受け入れた学生さんも成果をポスター発表し（右写真）、学部３年生にも関わらず、しっかりと実習内容を紹介するとともに、他の参加者と意見交換を行っていました 。

成果発表会では筆者もポスター発表の際に多くの学生の説明を聞きましたが、学生の皆さんは実習の成果をご自身の今後の研究にどの様に活かせば良いかということまでしっかり考えていて、とても感心しました。本プログラムの目的の一つである人的なネットワーク作りもしっかり達成されていることを実感しました。

口頭発表会場の様子 提供：ナノテクノロジープラットフォームセンター

ポスター発表会場の様子 提供：ナノテクノロジープラットフォームセンター【放射光科学研究センター コヒーレントX線利用研究グループ 主幹研究員 佐々木 拓生】

イベント紹介【出展報告】 けいはんな情報通信フェア2019
２０１９年１０月３１日（木）から１１月２日（土）の３日間、けいはんなプラザ（京都府精華町）にて開催された「けいはんな情報通信フェア２０１９」に出展しました。このイベントは、けいはんな地区に立地する研究機関や大学、企業などが情報通信分野を中心に、さまざまな最先端技術や研究成果等を講演や展示を通して来場者へ紹介するアウトリーチ活動の１つです。QST関西光科学研究所は、主催側（協賛）の１機関として、開催準備から関わっています。
今年のQST関西研のブースでは、QSTおよび関西研の研究紹介を行いました。QST全体の紹介、トピックとして関西光科学研究所で行っている高強度レーザー及び、高強度場科学やMIRAIプロジェクト（レーザー加速器開発）の展示と説明を行いました。また、来月１２月４日（水）、５日（木）に奈良市内で開催される「第３回QST国際シンポジウム」の案内や「きっづ光科学館ふぉとん」、「QST未来基金」についての掲示と案内を配布しました。さらに、他分野の研究者や高校生等一般の方々に光科学について興味を持って頂くために、偏光を工夫した色の変わるステンドグラス展示や、光源観察について、体験していただきました。

３日間の開催期間延べ人数として、けいはんな地区の大学・研究機関等を含め、地元の高校生や一般の方々等、３５０名以上の方々に訪問いただきました。

けいはんな地区には外国人研究者も多くおり、今回もブースにお立ち寄りいただきました。専門分野は異なりますが、「エクセレント！」と好評でした。

３種類の光源（白熱電球、蛍光灯、LED）を分光器で観察している地元の高校生の様子。

けいはんなプラザと「けいはん情報通信フェア２０１９」の開催案内の看板。左に見える日時計は世界一の大きさとしてギネスブックにも掲載されたこともあります。 （撮影：２０１９年１１月１２日）

地元、京都新聞、KBS京都の方々から取材を受けた色の変わるステンドグラス等、「面白いですね」と感想をいただきました。

【量子ビーム科学部門 研究企画部（木津駐在） 岡田 大】

放射光科学
2つの起源で“温めると縮む”新材料を発見 ―精密な位置決めが必要な工程に対応―

顔
写
真

顔写
真

電荷移動、極性−非極性転移の2つの負熱膨張を実現し、通信や半導体分野で利用できる熱膨張しない新たな物質の開発に道
東京工業大学、高輝度光科学研究センター、早稲田大学、量研の研究グループは、ニッケル酸ビスマス（BiNiO3）とニッケル酸鉛（PbNiO3）の固溶体が、組成に応じて金属間電荷移動と、極性−非極性転移という、2つの異なるメカニズムで、温めると縮む負の熱膨張を示すことを発見しました。負熱膨張材料は光通信や半導体製造装置など精密な位置決めが求められる局面で、構造材の熱膨張を打ち消すゼロ熱膨張物質の作製に有効です。
これまでに、反強磁性転移、電荷移動、強誘電転移などの相転移が負熱膨張の起源となることがわかってきていました。しかし、1つの材料系が複数のメカニズムによる負熱膨張を示す例は知られていませんでした。今回、ニッケル酸ビスマスとニッケル酸鉛の固溶体「Bi1-xPbxNiO3」を作成し、結晶構造と電子状態変化を詳細に解析しました。その結果、0.05 ≤ x ≤ 0.25ではビスマスとニッケル間の電荷移動によって、0.60 ≤ x ≤0.80では極性から非極性の結晶構造転移によって、それぞれ負熱膨張が起こることがわかりままた、固溶体では結晶構造の乱れがしばしば生じますが、乱れた結晶構造を解明するために量研の放射光Ｘ線全散乱計測による二体分布関数解析技術が用いられました。
一つの材料系で、電荷移動、極性−非極性構造転移という、異なるメカニズムでの負熱膨張が実現したことは、４価を持つ鉛イオンの働きによると考えられ、今後の負熱膨張材料の設計指針構築につながると期待されています。
この研究成果は5月29日に米国化学会誌｢Chemistry of Materials（ケミストリー・オブ・マテリアルズ）｣のオンライン版に掲載されました。
プレスリリース：https://www.qst.go.jp/site/press/27017.html

図：Bi1−xPbxNiO3の負熱膨張メカニズム
サイト間電荷移動と極性-非極性転移により結晶が縮む様子を模式的に表しました。

【放射光科学研究センター 次長 綿貫 徹、 高圧・応力科学研究グループ 上席研究員 町田 晃彦】

放射光科学顔写真

第１３回QST播磨セミナー
定置式水素エネルギーシステムの研究開発と実証：Development and demonstration of a stationary H 2 energy system

播磨地区で恒例のQST播磨セミナーが１１月２１日（木）にSPring-8構内の量研関西研放射光物性研究棟で開催されました。今回は産業技術総合研究所(産総研)の遠藤成輝・主任研究員をお招きし、「定置式水素エネルギーシステムの研究開発と実証」というテーマでご講演をいただきました。
遠藤主任研究員は清水建設ー産総研 ゼロエミッション・水素タウン連携研究室も兼務されています。日本では建物関連からのCO2排出がCO2排出量全体の４０％にも上り、その量は自動車（ト ラック・バイクを含む）より遥かに多いのが現状です。低燃費化や電化が進んでいる自動車のCO2排出量は年々下がっていますが、一方、建物関連ではエネルギー消費量が増加し、CO2排出量は増加傾向にあります。また、昨年閣議決定された第５次エネルギー基本計画においては、２０２０年からZEB（Net Zero Emission/Energy Building）の実現が明記されており、建物由来のCO2排出量の削減が急務になっています。水素を燃料として利用してもCO2は排出されないので、太陽光や風力等といった再生可能エネルギーから水素を製造して利用すれば、CO2排出量を大きく削減できると考えられています。さらに、水素には長期間貯蔵可能といったメリットもあるため、CO2排出削減に加えて建物の防災機能向上も期待できます。近年、台風等による大規模停電が発生し、レジリエントな建物の重要性が改めて認識されてきています。
このような状況に鑑みて、産業技術総合研究所では、水素を貯蔵する方法として合金中に収蔵させる方式を選び、定置式の水素エネルギーシステムの研究開発を行っています。
遠藤主任研究員らが開発した合金水素貯蔵は、マイルドな運転条件・法規制が少ないという利点を有し、制約の多い街区にも導入し易い特長があります。本発表では、これまでの取組みと、実施中の実建物における実証について紹介していただきました。11名の参加があり、質疑も活発に行われ、この分野の関心の高さが伺われるセミナーになりました。
セミナーの様子【放射光科学研究センター 高圧・応力科学研究グループ 上席研究員 齋藤 寛之】

放射光科学：利用者募集
放射光科学研究施設 2019年度第2回（2020Ａ期）利用課題の定期募集 締め切り迫る！
量研は文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業の実施機関として、また、自主事業（施設共用制度）として、保有する施設・設備を広範な利用に供しています。
2020Ａ期分の放射光科学研究センターの共用施設の利用課題を公募しています。
募集期間： 2019年11月1日（金）-29日12月6日（金）必着
対象期間： 2020年4月-7月（予定）の放射光実験期間
対象施設： 以下の共用施設
QST極限量子ダイナミクスⅠビームライン（BL11XU）・放射光メスバウアー分光装置
・共鳴非弾性X線散乱装置
・表面X線回折計
QST極限量子ダイナミクスⅡビームライン（BL14B1）
・高温高圧プレス装置
JAEA重元素科学Ⅰビームライン（BL22XU）
・ダイヤモンドアンビルセル回折計
・大型Ｘ線回折計

量研放射光ビームライン ＢＬ

ＸＵ【問合せ先】
e-mail: ml-qst-nanoinfo[at]qst.go.jp
TEL : 0791-58-2640 FAX : 0791-58-0311〒679-5148 兵庫県佐用郡佐用町光都1-1-1
国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
量子ビーム科学部門 研究企画部（播磨地区）
ＱＳＴ微細構造解析プラットフォーム事務局
ＵＲＬ: http://www.kansai.qst.go.jp/nano/

量研放射光ビームライン【量子ビーム科学部門 研究企画部（播磨地区） 研究統括 安田 良】

量子光学領域【開催報告】 第７０回KPSIセミナー
演題
講演者
日時･場所

ELIプロジェクトでの相対論的ミラーに関する研究
Petr Valenta、 科学研究者（ELI-BL/ チェコ工科大学、チェコ共和国）
２０１９年１１月１１日（月曜日） １１～１２時 ITBL棟G２０１室

今回のKPSIセミナーでは、QST関西光科学研究所（木津地区）に３週間の短期滞在中であるヴァレンタさんからセミナー講演をしていただきました。
光量子科学研究部の高強度場科学研究グループ、先端レーザー開発グループを中心に１４名の参加があり、司会は共同研究者でもある当研究所のT. Zh. Esirkepov博士が担当しました。講演では、はじめにELI（欧州極限光研究施設）、特にELI-Beamlineについての紹介がありました。その後、ご自身のテーマである、相対論的ミラーについての理論・計算手法的な研究の紹介がありました。
QST関西光科学研究所では、２０１７年１２月からELI-Beamlineとの間で「高強度レーザーおよびそれを用いた高強度場科学に関する覚書」を締結しており、研究交流が継続的に行われております。

Petr Valentaさん（ ELI-BL/ チェコ工科大学）

セミナー会場の様子（２０１９年１１月１１日）

相対論的ミラーの研究に参加している機関紹介
ELI-BL、チェコ科学アカデミー、QST関西研、台湾国立大学、ローレンスバークレー研。

※KPSIセミナー https://www.qst.go.jp/site/kansai-topics/29853.html
関西光科学研究所では国内外の著名な研究者･若手研究者をお招きして公開セミナーを開催しております。セミナーへの参加をご希望の方は、下記までご連絡ください。なお、参加費は無料ですが事前登録制（前日正午迄）となります。 また、当セミナーは専門的な内容になりますことをご承知おきください。
【お問合せ先】 関西光科学研究所（木津地区） 担当：織茂聡 E-mail: kizu-seminar@qst.go.jp TEL: 0774-71-3474【量子ビーム科学部門 研究企画部（木津駐在） 織茂 聡】

所内活動： QST関西光科学研究所（木津地区）総合防災訓練
令和元年１１月１４日（木）、木津地区において総合防災訓練が実施されました。
今回は「震度６強の大地震発生」という想定で、木津地区に勤務する全ての職員を対象とした訓練として実施しました。皆様いかがだったでしょうか。
実施方法を例年と大きく変えた点が多く、試行錯誤しつつの実施となりましたが、現状の問題点の確認ができる貴重な機会になったと感じています。
今回の訓練を経て皆様からいただいたご指摘やご意見を検討し、現場の状況に沿った対応の指針となるよう、事故対策規則等の改訂を行う予定です。

幸いというべきか、関西研（木津地区）においては過去に現地対策本部が設置されるような大規模災害・事故は発生していません。・・・とはいえ、近年は台風被害による建屋の倒壊、観光地での火災など、思いもよらない場所での災害事例も複数起こっています。

実験棟の避難指示について検討＠対策本部室

そういった「もしも」の時に備えた訓練を今後も行い、有事の際に冷静に対応できるよ
うな体制づくりに努めたいと思いますので、引き続き安全確保のための活動にご協力をよろしくお願いいたします。

各班真剣に任務を遂行中。

研究棟側の職員の避難訓練の様子。タタメット装備で万全です！

【管理部 保安管理課 綿引 悠美】

ふぉとん11月祭開催しました！

１１月、肌寒さも日に日に増し、科学館の周りも紅葉がきれいな季節となり、秋をテーマにした工作イベントを開催しました。
また、先月に引き続き、学校関係の団体見学が多く、特に、２００人近い中学３年生に神戸から来館いただき、科学館駐車場に大型バス４台が並んだ光景はそれなりに迫力のあるものでした。
さらに、ご年配の団体様も興味深く見学してくださり、「今度、孫を連れてくるよ！」とうれしそうに話されていたので、再度のご来館に期待です。

洋食レジン

デコラメボール

食べ物プラバン

たべもの
プラバンミニミニミニスコープ

きのこプラバン

オータムスコープ

オータムレジン

http://www.kansai.qst.go.jp/kids-photon/9ギャラリー

日本学術振興会・産学協力研究委員会 「材料中の水素機能解析技術第190委員会」
SACLA見学（7/12） 【提供：理研播磨事業所】

トライやる・ウィークで中学生からインタビュー

トライやる・ウィークとは兵庫県が実施している中学2年生を対象にした職場体験など、地域での体験活動のことです。今回、SPring8/SACLAの職場体験に応募した兵庫県立大学附属中学校の生徒さんの活動の一環として、日本で働く海外出身の研究者のインタビューがあり、コヒーレントX線利用研究グループのハリーズさんが応対しました。
英語と日本語を織り交ぜたインタビューでは、ハリーズさんの専門分野である原子・分子やレーザー等の研究から海外留学や英単語に関する話題が上り、楽しい雰囲気の中で行われました。 研究企画部（播磨地区）

紅葉のSPring-8構内（上）と萌光館の花梨【撮影：研究企画部（播磨地区） 官野 明子】

編集後記： 秋も深まり、播磨地区のある兵庫県佐用町のSPring-8構内の木々もようやく色づきました。萌光館の木は花梨でした。色づいた葉の中でいくつもたわわに実っています。今年も多くの優れた研究成果が実りました。令和元年は量子技術が改めて注目され、国家的に研究開発が加速される元年と言える記念すべき年かもしれません。
【研究企画部（播磨地区）】