学術的背景 太陽エネルギー変換分野において、分子触媒はその高い活性と構造の調整可能性により大きな注目を集めています。しかし、大多数の分子触媒は均一系条件下で作動しており、大規模かつ再利用可能な応用には適していません。したがって、分子触媒を固体基板上に固定化することが、より実用的な研究方向として重要視されています。一方、狭バンドギャップの無機半導体は、安定な可視光吸収材料として、光電気化学（PEC）において顕著な耐久性を示しています。分子触媒を光吸収半導体に固定化することは、水分解や二酸化炭素還元といった太陽エネルギー変換を実現する有望な手法と考えられており、これは分子触媒と半導体光吸収材料それぞれの利点を兼ね備えています。 しかし、既存の戦略では、多くの場合触媒と半導体間の電荷移動効率が十分...

研究背景 天然产物（natural products）は長い間、薬物発見において重要な役割を果たしており、多くの生物活性を持つ化合物や薬物開発の基本原則を提供してきました。しかし、天然産物の合成研究は薬物分野に限定されるものではなく、材料科学における応用も次第に注目されています。特に光応答特性を持つ天然産物は、光スイッチ材料（photoswitching materials）や光応答液晶（photoresponsive liquid crystals）などの分野での潜在的な応用が期待されています。 Securingine Bは反熱力学的に安定な天然産物であり、その合成は長らく課題とされてきました。熱力学的により安定な異性体であるsecu’amamine Dと比較して、securingine ...

学術的背景 材料科学および化学分野において、材料の原子レベルの性質を理解することは極めて重要です。しかし、従来の原子間ポテンシャル計算手法（例えば密度汎関数理論、DFT）は精度が高いものの、計算コストが非常に高く、大規模システムへの適用が困難です。近年、機械学習（ML）ポテンシャルを原子シミュレーションに応用する研究が大きく進展し、特にガウス過程（Gaussian Process, GP）に基づくMLポテンシャルは、能動学習、不確実性予測、低データ要求といった利点から注目を集めています。しかし、カーネルベースのモデルは大規模データセットを扱う際に深刻なスケーラビリティの問題に直面しており、データセットの規模が10^4を超えると計算複雑度が急激に増加し、真の汎用性を実現することが難しくなります...

学術的背景 地球温暖化問題が深刻化する中、二酸化炭素（CO₂）は最も主要な温室効果ガスの一つとして、その捕獲と貯蔵技術の研究が科学界の焦点となっています。金属有機構造体（Metal Organic Frameworks, MOFs）はその極めて高い孔隙率と表面積から、CO₂を捕獲・貯蔵する理想的な材料とされています。しかし、CO₂の吸着過程は発熱反応であり、材料の温度上昇を引き起こし、その吸着効率に影響を与える可能性があります。そのため、CO₂負荷がMOFsの熱伝導率に及ぼす影響を理解することは、実際の応用における性能を最適化する上で重要です。これまでの研究は主にガス負荷のないMOFsの熱伝導率に焦点を当てており、ガス負荷後のMOFsの熱伝導メカニズムに関する体系的な研究は不足していました。...

シクロヘキサノンオキシム（cyclohexanone oxime）はナイロン-6製造の重要な中間体であり、2024年までに世界のナイロン-6の年間生産量は890万トンに達すると予測されており、シクロヘキサノンオキシムの需要も増加しています。従来のシクロヘキサノンオキシム合成方法は主にヒドロキシルアミン（NH2OH）とシクロヘキサノンの反応に依存していますが、この方法にはヒドロキシルアミンの爆発性、腐食性酸の使用、低価値の副産物である硫酸アンモニウムの生成など多くの問題があります。さらに、別の工業的な方法として過酸化水素（H2O2）を用いたシクロヘキサノンのアンモ酸化反応がありますが、このプロセスもH2O2の高コストと低安定性の問題に直面しています。したがって、持続可能で効率的なシクロヘキサノ...