Aquatic Functional Materials
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D e c e m b e r 2021

No. 9

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11回CSJ化学フェスタ2021における公開企画の開催報告
第 11 回 CSJ 化学フェスタ 2021（公益社団法人日本化学会主催）にて、本領域はオンラインにて公開シンポジウム企画を開催しました。「文科省科研費新学術領域研究「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」に関する特別企画として、10 月 20 日（午前）には「材料に調和する水を使う・観る」、21 日（午前）には「水との調和により創造される材料機能」と題した公開講演会を開催しました。本領域の理念である「水」と「材料」の相互作用を分子レベル・ナノ集合レベルでとらえる、という理念に基づいて、1 日目の企画では、水に関する計測と理論、分子シミュレーションに関する講演を、2 日目の企画では、材料合成・機能に関する講演を行いました。いずれのセッションにおきましても、両日ともに 250 名近い聴講者にご来場頂き、質問の絶えない活発な議論がなされ、水と材料の科学の幅広さと重要性を再認識して、盛況に終わることができました。

1日目 10月20日（水）9:30〜11:55
開会挨拶
加藤 隆史（東京大学 大学院工学系研究科・教授）
A2-01
水圏機能材料としての生体適合性高分子〜中性子で見えるもの〜
瀬戸 秀紀（高エネルギー加速器研究機構 物質構造科学研究所・教授）
A2-02
水圏で「はたらく」低含水高分子材料の解析〜少ない水の大きな効果〜
藤井 義久（三重大学 大学院工学研究科・准教授）
A2-03
放射光赤外分光で観る水圏機能材料と水の状態
池本 夕佳（高輝度光科学研究センター 分光推進室・主幹研究員）
A2-04
分子シミュレーションで見る水圏機能材料
樋口 祐次（東京大学 物性研究所・助教）
A2-05
シミュレーションで水圏機能材料における分子の動きを”視る”
渡辺 豪（北里大学 理学部・講師）
A2-06
水圏機能材料分子近傍の水に関わる分光データの解析に向けた理論研究
鳥居 肇（静岡大学 工学部・教授）（阪大高等研・髙島義徳）

2日目 10月21日（木）9:30〜12:00
A3-01
水圏機能材料の開発を目指した多糖類の構造解析
松葉 豪（山形大学 大学院有機材料システム研究科・教授）
A3-02
水圏界面における機能分子の配列制御と機能創出
牧浦 理恵（大阪府立大学 大学院工学研究科・准教授）
A3-03
水圏環境における発光性分子材料のセンシング機能
長谷川 靖哉（北海道大学 大学院工学研究院・教授）
A3-04
両親水性高分子の水圏での自己組織化能三浦 佳子（九州大学 大学院工学研究院・教授）
A3-05
水-有機溶媒混合中における発光色素の挙動
辻 勇人（神奈川大学 理学部・教授）
A3-06
水圏電子・イオン機能材料創製のための生物着想材料の設計
中畑 雅樹（大阪大学 大学院基礎工学研究科・助教）
A3-07
多糖と水を用いた水圏エネルギー変換材料の設計
桶葭 興資（北陸先端科学技術大学院大学 先端科学技術研究科・准教授）閉会挨拶
田中 賢（九州大学 先導物質化学研究所・教授）

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第1回水圏アカデミアインターンシップの開催報告
日時 :2021 年９月 2０日 ( 月 ) -10 月 1 日 ( 金 )場所 :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

実習テーマ

企画主旨と事前準備

さて、実習のテーマは、大きく分けて 2 つ企画しました。

新学術領域研究「水圏機能材料 : 環境に調和・応答する・テーマ 1: 水溶液中の有機分子の水和シミュレーション

マテリアル構築学の創成」のアカデミアインターンシップ

・テーマ 2: 有機溶媒（モノマー）中のシクロデキストリンを、2021 年 9 月 20 日 ( 月 ) から 10 月 1 日（金）にかけての包摂シミュレーションオンラインで開催しました。このインターンシップは、本

いずれのテーマも、1. 分子を描いて領域の計画研究に参画する研究グループに所属する実験系

デルを決めての学生と若手研究者を対象に、分子シミュレーションを用

2. 量子計算してモ3. 分子集団の中に入れて4. 物性解析する、というプロセスを経ます。テーマ 1 は，水圏機能材料

いた材料研究について体験することで、それぞれの扱っての主テーマそのものですが、テーマ 2 は、A03-3 大阪大学いる分子系に対する理解を深めることを目的としました。

高島研究室で扱っているホスト - ゲストの包摂錯体をイ

企画は、兵庫県立大学大学院情報科学研究科鷲津研究室メージしたものです。どちらのテーマについても、有機分が担当し、プログラムの設計と運営は石井特任講師が中心

子およびモノマーは任意の分子としました。これにより、になり、ティーチングアシスタントは鷲津研の修士大学院参加している各研究室のテーマにあわせた分子を試してみ生、事務は東京大学加藤研と鷲津研で行いました。兵庫県

ることができます。

立大学は、データ計算科学連携センターという枠組みにより外部の研究者を受け入れる体制があり、事前に計算機のアカウントを作成しました。

導入
初日、9 月 20 日は領域代表の加藤隆史教授（東京大学）の挨拶から始まりました。続いて、兵庫県立大学の鷲津および石井特任講師から、分子シミュレーションを用いた水圏機

テーマ１：水和能材料の研究事例について紹介をしました。
その間に、参加

テーマ 2：包摂

計算開始

者各自が自己紹介

計算機シミュレーションは、Linux を用いて遠隔アクセスライドを作成

スをし、分子モデルのファイルやシミュレーション結果をし、翌日、自己紹転送することに最初のポテンシャルバリアがあります。こ介 を 行 い ま し た。

れについては、普段から産学および学学連携研究を担当し21 日、22 日 は リている TA の修士大学院生が付ききりでサポートすることモートアクセス方により、研究開始することができました。そして第一週の法のセッティング終わりである 9 月 24 日には、それぞれの参加者は計算対と、各自の研究室象の分子を選定し、分子動力学計算を始めるところまで進側および兵庫県大みました。

側の計算機環境の用意をしました。

コマンド: scp
説明：ファイル・フォルダをリモートサーバーにコピーするコマンド

講習そのものは Zoom を用いて行い、ファイルの提示や回使用例：$ scp コピー元ファイル名 アカウント名@サーバー名:コピー先ファイル名

収、時間外の相談などに Slack を用いました。その他の固定$ scp –r MOL01.acpype ishii@eagle:/home/ishii/と$

資料は、鷲津研究室のウェブサーバに提示しました。個別の作業や質疑応答は、Zoom のブレイクアウトルームにおいて行いました。

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成果報告会

まとめ

実験系とはいえ、さすが若手研究者だけあって、参加者

今回のアカデミアインターンシップでは、2 週間というは分子設計ソフト、量子化学計算、分子動力学計算などに非常に短期間で、任意の有機分子の水和構造といった、本すぐに慣れて、思い思いの分子を描き、計算機上で溶液構質的なデータを出せることを示したものであり、分子シ造を計算しました。解析手法としては、基本的な手法であミュレーションの普及にも大きな一歩となったと実感してる動径分布関数から、専門家でも若干難しい溶媒和自由エいます。若手の参加者も、分子シミュレーションを身近なネルギー解析までを実施しました。

ツールとして感ることができ、本新学術領域の枠組みに最終日には、指導教員も参加し、成果発表会を実施しま

よって、ますます実験と理論の融合が進んだといえます。

した。5 大学から集まった 13 名の学部生、院生、ポスドク

今後は、より広い対象者に拡大できればと思いました。領がそれぞれ発表しました。どれも、そのまま学会発表や、域代表の加藤先生はじめ、ご参加、ご協力いただきました

修士・博士論文の一部に使えそうな解析でした。正直、多全ての皆様に感謝申し上げます。

種多様な系の解析を実施し、短期間で上手にまとめた参加（兵庫県大院情報）鷲津 仁志

者のクオリティに驚きました。成果発表会の後には、指導教員の先生方および領域代表の加藤教授が感想を述べられました。

第１回水圏インダストリーインターンシップ：中性子準弾性散乱 開催
日時 :2021 年 11 月 12 日 ( 金 ) - 14 日 ( 日 )場所 :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
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」のインダストリーインターン
シップを、2021 年 11 月 12 日 ( 金 ) から 14 日（日）にかけてオンラインで開催しました。このインダストリーイン
ターンシップは、本領域の計画研究に参画する研究グループに所属する学生と若手研究者を対象に、中性子散乱を用いた企業研究に触れるとともに、先端的な実験手法による水圏機能材料の解析についてより深く学ぶことを目的に企画されたものです。
1 日目のプログラムはオンライン講義で、最初に領域代表の加藤隆史教授（東京大学）から、領域全体の狙いとインダストリーインターンシップを開催する意義についての説明を兼ねた挨拶がありました。

続いて講義では、今回の世話人を務めた KEK 物構研の瀬戸が、「中性子と中性子散乱」「中性子準弾性散乱」の 2 コマ分の講義を行って、中性子を用いて何が分かるのか、中性子準弾性散乱の特徴等について解説しました。そして 1日目の最後は住友ゴム工業株式会社研究開発本部分析セン
ターの岸本浩通センター長が、タイヤのゴムの高性能化の課題と、放射光、中性子、スーパーコンピューターを駆使して解析し、新製品開発に結びつけた経緯を紹介しました。
2 日目は冒頭に瀬戸が Virtual Reality を用いて、J-PARC
物質・生命科学実験施設 MLF のオンラインツアーを行いました。続いて A02 班研究協力者の富永大輝博士 (CROSS) が
MLF の BL02 に設置されたダイナミクス解析装置 DNA の実
験の詳細について紹介するとともに、データ解析の方法に3の参加者が得るところが大きかった」、と回答していましついて説明しました。そして午後には実際に「水圏機能材た。世話人側としても見学や実習をオンラインで行うのは料」のテーマの 1 つとして実験されたポリメチルメタクリ

初めての経験で、至らないところも多かったのではないか

レート (PMMA) に水和する水の QENS データを用いて、高と思いますが、多くの方々の協力により無事終えることが分子鎖の拡散係数を求める実習を行い、論文の結果と比較できました。実習参加者と実習に協力して下さった先生方しました。

だけでなく、講演や Virtual Tour のみの参加だった方も含

今回は新型コロナウイルス禍の収束が見えないことからめた関係者の皆様に、この場を借りて感謝と御礼を申し上

人数を絞ってのオンライン開催としたため、学生・若手研げます。

究者の参加者は 8 名でしたが、その分密度の濃い実習がで（KEK 物構研・瀬戸秀紀）

きたようで、「インターンシップ後のアンケートでは多く

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9号（2021年12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〒650-0047 神戸市中央区港島南町 7-1-28
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
兵庫県立大学大学院情報科学研究科 鷲津研究室内

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