Aquatic Functional Materials
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A p r i l 2023

No. 15

文部科学省科学研究費補助金 新学術領域研究 （研究領域提案型）（No. 6104）令和元年-5年度

水圏機能材料：環境に調和・応答するマテリアル構築学の創成

第 6 回領域会議

開催報告

日時：2023 年１月 19 日（木）場所：大阪大学会館
主催：新学術領域研究「水圏機能材料：環境に調和・応答するマテリアル構築学の創成」総括班
これまで新型コロナウイルス感染症の感染予防の観点か元を分けて、水の科学に関する研究成果を報告しました。ポス

ら、対面での領域会議を控えておりましたが、第６回領域会

ター発表では、活発に情報交換を行うことができ、改めて対面

議は大阪大学豊中キャンパス内の大阪大学会館にて、対面でで議論する重要性を認識しました。加えて、評価委員の先生方開催しました。評価委員の先生方や文部科学省学術調査官の高いご見識を踏まえ、国武 豊喜 先生、山本 尚 先生、黒田瀧川 紘先生にもご出席いただき、総勢約 80 名の会議を感染一幸 先生、伊藤 耕三 先生よりご講演をいただきました。最後対策の下で行いました。には４名の評価委員の先生から、各研究の進捗やその多様性について高い評価と提言のご講評をいただきました。

今回、ほぼすべての計画研究者と公募研究者が揃い、「水来年度で５年目を迎える本領域研究の飛躍的発展を実感し、を分子としてとらえる」という共通の視座のもとに研究討議を行うことができました。領域内の計画研究の研究代表者お 「水圏機能材料構築学の創成」に向けて、ラストスパートに向よび研究分担者からは、水と材料の物理と化学に関する研究けた重要な会議となりました。参加者の皆様には深く感謝申し成果を報告し、公募研究代表者からは 0 次元から 3 次元に次上げます。
（大阪大高等研・高島義徳）

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第 3 回産学連携フォーラム

開催報告

日時：2023 年１月 20 日（金）場所：大阪大学会館
主催：新学術領域研究「水圏機能材料：環境に調和・応答するマテリアル構築学の創成」総括班
標記のように第 3 回産学連携フォーラムを開催いたしましから見ることができたと共に、最新研究の話を聞くことができた。過去 2 回の本フォーラムはオンライン開催のために参加た非常に有用な機会であった」「研究者の方々と近い距離でコ人数を制限しておらず、数百名の皆様にご参加頂きましたが、 ミュニケーションをとることができ、有意義で刺激的であった」
今回は３回目にして初めてのオンサイト開催となり、新型コなど、多くの声が寄せられました。改めまして、参加者の皆様

ロナウィルス感染症対策として領域外からの参加人数を 40には深く感謝申し上げます。
（神奈川大理・辻勇人）名あまりに制限させていただきました。招待講演として、株式会社メニコンの伊藤恵利様から水圏機能材料としてのコンタクトレンズの研究と開発を話題提供いただき、ものづくりにおけるサイエンスの重要性をわかりやすくお話いただきました。領域メンバーによる口頭発表・ポスター発表では、両セッションともに非常に活発な議論が繰り広げられ、対面開催による活気を感じるものとなりました。口頭発表セッショ
ンでは、企業の方からも質問が多く寄せられました。ポスター
セッションでも CO₂濃度の測定と換気を行いつつ、共同研究の可能性等について熱い議論が交わされました。事後に実施したアンケートでは、「水というキーワードを様々な切り口

第 2 回水圏アカデミアインターンシップ

開催報告

日時：2022 年 12 月 20 日（火）−2023 年 1 月 8 日（日）場所：兵庫県立大学神戸情報科学キャンパス、Web 会議室
主催：新学術領域研究「水圏機能材料：環境に調和・応答するマテリアル構築学の創成」総括班
戸市中央区のポートアイランドにあるスパコン富岳（理化学研

企画主旨

究所計算科学研究センター）と同じ敷地にあります。今回は、第 2 回アカデミアインターンシップを首記の要領で開催し11 研究室から集まった 17 名の学部生、院生、博士研究員が参ました。2021 年 9 月に行われた第１回（ニュースレター 9加しました。

号参照）に引き続き、本領域に参画する研究グループに所属する実験系の学生と若手研究者を対象として、参加者が分子導入・実習と富岳見学

シミュレーションを用いた材料研究について体験すること初日の 12 月 20 日は今回の企画担当者である鷲津と A02 渡で、それぞれの扱っている分子系に対する理解を深めること辺から、分子シミュレーションを用いた水圏機能材料の研究事を目的としました。
前回との違いは、今回は対面であったことと、計画研究に例について紹介しました。続く 21 日は石井特任講師から、研加えて公募研究の研究室の方々にもご参加いただいたことで究目標の設定と Linux 環境のセットアップの説明を行った後、す。チュートリアルや見学は、前半の 12 月 20 日（火）から参加者が実際の操作に入りました。講習では会場にて大きなタ23 日（金）にかけて、兵庫県立大学神戸情報科学キャンパ

イルドディスプレイを用い、ファイルの提示・回収や時間外のスにて対面で開催しました。神戸情報科学キャンパスは、神相談などには SNS 等を用いました。その他の固定資料は、鷲2

いずれのテーマも、(1) 分子を描く、(2) 量子化学計算でモデルを決める、(3) この分子を周辺分子集団の中に配置する、(4)物性を解析する、というプロセスを経ます。今回は、昨年度の分子モデリングソフトウェア（Winmostar）と並んで、文字列である SMILES 記法を用いた分子モデルの導入方法を新たに教渡辺による講義材として開発したものを用いました。特に、テーマ 1 について

スパコン富岳オンライン見学

は、「水溶液中の自分の分子」について分子モデリングするという趣向で、参加者が普段扱っている分子を次々と水の中に投津研究室のウェブサーバに提示しました。このように、今回入し、水和状態を観察しました。

は対面とオンランツールを駆使して行いました。また、個別

昨年度も驚いたのですが、今年度も参加者が短期間でシミュの作業や質疑応答には、ティーチングアシスタント（TA）のレーション技術を見事に習得した様子が伺えました。分子設計

大学院生も対応にあたりました。

ソフト、量子化学計算、分子動力学計算などをすぐに使いこな

22 日には初期状態の作製を行いました。計算機シミュレーし、思い思いの分子を描いて溶液構造の計算に取り組みました。

シ ョ ン 初 学 者 が 直 面 す る「最 初 の ポ テ ン シ ャ ル バ リ ア」

解析では、基本的な手法である動径分布関数を用いたものから、（Linux を用いたアクセスと、分子モデルのファイルやシミュ専門家でも難しいとされる溶媒和自由エネルギー解析までを短レーション結果の転送）については、今回も TA の大学院生期間にも関わらず実施することができました。

がサポートすることで、参加者はスムーズに突破することができました。またこの日は、理化学研究所に依頼して、スパ成果報告会

コン富岳のオンラインツアーを実施していただきました。

年明けの 2023 年 1 月 8 日には、領域代表の加藤隆史教授（東現地開催の最終日である 23 日には、それぞれの参加者が計京大学）および参加者の指導教員も交えて、ハイブリッド形式算対象の分子を選定し、分子動力学計算を開始するところまで成果報告会を行いました。今回も参加者全員のレベルは非常で進みました。正月休みを挟んで、参加者はオンラインでシに高く、討論会として成立しそうなものでした。成果発表会のミュレーション研究を続けました。その間のサポートはオン

後には、加藤教授および指導教員から講評がありました。

ラインツールを用いて行いました。

実習テーマ
実習テーマは、前回に引き続き、大きく分けて 2 つ準備しました。
・テーマ１: 水溶液中の有機分子の水和シミュレーション・テーマ２: 有機溶媒（モノマー）中のシクロデキストリンによる包接シミュレーション
現地最終日の集合写真

まとめ
今回のアカデミアインターンシップでは、適切な方法を準備して集中して取り組めば、1 週間と正月休みという非常に短期間で、参加者自身が扱う有機分子の水和構造をシミュレーションできるようになることを示せたと考えています。領域の目標である材料と水との分子レベルでの相互作用の解明のために、分子シミュレーションを身近なツールとしてより多くの人に活用してもらう大変良い機会となりました。本インターンシップを通じて、本新学術領域における実験と理論の融合がますます進むことと期待されます。今後もこの方式をより広い分野に広テーマ２：包接められたらと思いました。ご参加、ご協力いただきました全ての皆様に感謝申し上げます。

テーマ１：水和（兵庫県大院情報・鷲津 仁志）3

第 3 回若手スクール開催報告

日時：2022 年 12 月 3 日（土）場所：SPring-8（兵庫県佐用郡）
主催：新学術領域研究「水圏機能材料：環境に調和・応答するマテリアル構築学の創成」総括班
この若手スクールは、本領域に参画する研究グループに所験の様子を見学しました。また、小角・広角 X 線散乱のビーム属する若手研究者と学生を対象とし、異分野の知識の習得とラインである BL03XU および硬 X 線光電子分光のビームライン新たなネットワークの構築を促進することを目的としていまである BL09XU も見学しました。ビームラインの見学時も参加す。今回は、新型コロナウイルス感染症の状況を鑑み、当初学生から活発な質問が出るなど、興味の深さが伺えました。

は 7 月開催予定であったところを 12 月に延期し、SPring-8にて対面形式にて開催しました。感染予防対策としては、手参加学生からは、「他の参加学生がきちんと実験して、成果の消毒やマスクの着用、距離をとる、換気の徹底など、最大を残していることをみて非常に刺激を受けた。」「大きな研究施限の対策を講じました。本領域の様々な研究分野から学生・設である SPring-8 を見学し、ビームラインを見ることができ「世界最高峰の装置である SPring-8 を肌で感じて、ポスドク研究者 14 名、学生スタッフ 3 名、教員 4 名が参加し、 て感動した。」
異分野の学生と研究者間の交流が深まりました。

中でどんな測定が行われているかを知ることができた。」「水圏機能材料という枠組みの中で自分の研究の立ち位置がわかった。」などの感想が寄せられました。対面の議論を通して、学生・若手研究者同士の交流が深められた印象でした。本スクールが、参加者の科学の世界を広げる一助となれば幸いです。
（山形大院有機・松葉 豪）

最初に A03 の松葉から、本領域の紹介と SPring-8 の紹介を行い、次いで参加学生から自己紹介を行い、研究内容や趣味などについて、非常に活発な議論が行われました。その後、午前、午後に分けてビームラインの見学を行いました。ビー
ムライン BL43IR では、A02 の池本と学生スタッフが赤外顕微鏡を利用したマイクロビーム FT-IR 測定を行い、実際の実

文部科学省科学研究費補助金 新学術領域研究 （研究領域提案型）（No. 6104）令和元年-5年度「水圏機能材料：環境に調和・応答するマテリアル構築学の創成」
ニュースレター第15号（2023年4月発行）■編集・発行 「水圏機能材料」総括班〒113-8656 東京都文京区本郷 7-3-1
https://www.aquatic-functional-materials.org

東京大学大学院工学系研究科 加藤研究室内4