地球生命物質科学専攻

Division of Earth, Life, and Molecular Sciences

物質基礎科学講座

Department of Chemistr y
化学の基幹分野―物理化学、無機・分析化学、有機化学―および物理・生物・工学との境界領域において基礎研究を推進している。化学の基盤原理と最先端の研究手法を修得するための教育プログラムを提供し、新しい分野でも活躍できる優れた研究者を養成する。

Our faculty members are recognized internationally for their research specialties both in the traditional areas -physical, organic, inorganic, and analytical chemistry -- and at the interface between chemistry and other physicaland biological sciences andengineering. Our graduate
program is designed toprovide broad training in
fundamentals of chemistry
and research methods.

生物科学講座Department of Biological Science
細胞の構造と機能の分子的基盤、多細胞生物の発生過程、および生物個体における生理活性の制御機構を解析し、生命の基本原理を解明することを目指した教育と研究を行う。

To reveal the fundamental principles of life, we study the structure and function of cells at the molecular level.
We also study the developmental mechanisms of multicellular organisms and the regulatory systems for their
physiological activities.

地球システム科学講座

Department of Earth System Science
固体地球や大気などの地球システムを対象とした教育と研究を行い、地球の進化やダイナミクスの研究に貢献できる学生を育成する。

In this department we study aspects of advanced Earth systems science, including geosphere and atmosphere.
Through these research activities, we educate graduate students who can contribute to the study of evolution anddynamics of the Earth system.

マグマ生成へ繋がる地下深部のH 2 O：高圧変成岩（a）とその中の含水鉱物（b）
H2O leading to the generation of magma in deep parts of the Earth: highpressure metamorphic rocks (a) and a hydrous mineral within them (b)2011年東北地方太平洋沖地震の地震動シミュレーション
Strong-motion simulation of the 2011 Tohoku earthquake

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OKAYAMA UNIVERSITY GRADUATE SCHOOL OF NATURAL SCIENCE AND TECHNOLOGY

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2020 ■ OUTLINE【プロジェクトの紹介】【Introduction to Projects】

リアルタイム解析による次世代二次電池の安全性評価技術の開発Development of safety evaluation technology for next-generation secondary batteries using in situ analysis◆特別電源所在県科学技術振興事業◆リーダー：後藤和馬◆令和元年度◆ a Grant for Promotion of Science and Technology in Okayama Prefecture by MEXT
◆Leader：Kazuma Gotoh◆Period：2019
With expanding a market of lithium ion batteries, the number of troubles and accidents are
リチウムイオン電池の市場規模は大きく拡大しつつあるが、それに伴い発火事故の件数も増加しalso increasing. An overcharge of a battery causes a growth of lithium metal "dendrite", whichている。電池を過充電すると負極表面に針状のLi金属結晶（デンドライト）
induces short circuit of the battery. Thus, precise observationが析出し、これが電極間を隔てるセパレーターを突き破って短絡（ショート）of the state of batteries and understanding of the process
を引き起こし、過熱や爆発につながる。そのため、電池の内部状態とデンドof dendrite formation are necessary to maintain the safety.
ライト発生過程の精密な把握が、リチウムイオン電池の安全性確保のために
In our research, lithium nuclear magnetic resonance (NMR)
spectroscopy, which is a prominent analysis method to必要とされている。本プロジェクトでは電極内部の観測に適したLi核磁気共observe inner structure of batteries, are developed, and the鳴法（NMR）を改良し、過充電によるデンドライト生成過程を明らかにする
process of dendrite formation are investigated using "in situ
研究を進めている。この in situ（その場分析）技術により、リアルタイムで(real time)" analysis technique. This technology can estimate
電池の微小デンドライトの検出を行い、充電速度や温度などが異なる様々なthe safe limit for overcharge under several charge conditions
条件下における電池の安全限界を正確に見積もることが可能となる。
NMR observation of Li metal dendrite in a and different temperature.
lithium ion battery

植物の極性成長のメカニズム

The mechanism of polar growth in plants◆Grant-in-Aid for Scientific Research(C)JSPS◆Leader：Hiroyasu Motose◆Period：2019/4 – 2022/3
Polar growth, in which cells grow directionally, is ubiquitous in most organisms細胞が特定の方向に成長する極性成長はほぼ全ての生物で普遍的に見られる現and is essential for cell proliferation, morphogenesis, and reproduction. It still
象で、細胞増殖、形態形成、生殖などに不可欠だが、その機構は未だ不明であremains unclear how growth polarity is established and stably maintained. Since
る。植物細胞は明瞭な極性を示し、個々の細胞の形態が器官全体の形態に反映
plant cells exhibit distinct polarities and strongly affect whole morphology of
されやすいため、極性成長の分子機構、および細胞と器官の協調機構を理解する
organs, it is a good model system for understanding the mechanism of polar
良いモデル系となる。これまでに、NIMA関連キナーゼが細胞骨格の微小管を介growth and coordination between cells and organs. Previously we found that
NIMA-related kinases control growth polarity
して陸上植物の極性成長を制御することを見出した ゼニゴケの仮根先端でのMpNEK1タンパク質と微小管の局在
through microtubule organization in land plants（Development 2018, Current Biology 2020）。
MpNEK1
微小管(Development 2018, Current Biology 2020).
本研究では、単細胞でありながら数センチの長さにHere, we analyze tip growth of rhizoids in the
伸長するゼニゴケ仮根細胞の先端成長を解析し、陸basal land plant Marchantia polymorpha to clarify
上植物に共通した成長制御機構を明らかにする。
universal mechanism of polar growth in plants.
◆日本学術振興会科学研究費補助金◆リーダー：本瀬宏康◆2019年度〜2021年度

基盤研究（C）

高圧物性から探る惑星の流体コアの固化モードと磁場の起源

Solidification of the liquid core and magnetism of the small solar system bodies◆日本学術振興会科学研究費助成事業◆リーダー：浦川 啓◆平成30年度～令和2年度
水星やガニメデは，弱いが固有の磁場を持つ特異な小天体である。磁場は天体内部のコアのダイナモ作用によって維持されている。これらの小さい天体は，コアの中で流体鉄合金が組成対流することによってダイナモを駆動している。
水星やガニメデのコアでは，どのような組成対流が起こるのであろうか？我々の研究室では，放射光X線を用いた高温高圧実験から液体鉄合金の密度や熱膨張率などの物理的性質を調べることから，この謎の解明に取り組んでいる。

Bottom-up solidification vs. top-down solidification.

◆Grant-in-Aid for Scientific Research（JSPS）◆Leader：Satoru Urakawa◆Period：2018 – 2020
Mercury and Ganymede have a weak
but inherent magnetic field. Thosemagnetic fields are sustained by dynamo
in those liquid cores, which are driven bycompositional convection of liquid ironalloy. How the compositional convection
works in Mercury and Ganymede?
We are investigating this issue by
experimental studies on the physicalproperties, such as density and thermal
expansivity of liquid iron alloy underpressure.

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