学術的背景 ナノ粒子（Nanoparticles, NPs）は、バイオイメージング、バイオセンシング、ドラッグデリバリーなどの医療分野で広く応用されています。金ナノ粒子（Gold Nanoparticles, AuNPs）は、その独特な物理化学的特性から、生物医学研究の焦点となっています。しかし、AuNPsが治療において大きな可能性を示す一方で、その生物学的安全性については依然として議論が続いています。ナノ粒子が生物系に入ると、タンパク質やDNAなどの生体高分子と相互作用し、その構造や機能に影響を与える可能性があります。したがって、ナノ粒子とタンパク質の相互作用メカニズムを研究することは、より安全で効率的なナノ医薬品デリバリーシステムの開発にとって重要です。 本研究は、代謝経路解析と分子動力...

学術的背景 ニッケル酸化物（NiO）は、p型半導体として、その優れた光学特性、化学的安定性、および光エレクトロニクス、光触媒、バイオセンサーなどの分野での広範な応用により注目を集めています。NiOの高透明度、調整可能な導電率、および広いバンドギャップ特性は、太陽電池、光検出器、エネルギー貯蔵システムにとって理想的な材料となっています。しかし、NiOの抗菌性能とバイオメディカル分野での応用可能性は、さらなる研究が必要です。これまでの研究では、NiOが活性酸素種（ROS）を生成することで細菌の成長を抑制できることが示されていますが、その抗菌効率は結晶サイズ、欠陥密度、表面構造などの要因に影響を受けます。 近年、ドーピング技術はNiOの性能を最適化するために広く使用されています。BaO（酸化バリウ...

学術的背景 世界人口の継続的な増加に伴い、2050年までに世界人口は100億人に達すると予測されており、特に発展途上国では食糧需要が大幅に増加する見込みです。世界で最も人口の多いインドでは、食料、燃料、その他の物品の需要を満たすために農作物の生産量を50％増加させる必要があります。しかし、農家は資源の限界と専門知識の不足に直面しており、限られた条件下で農作物の生産量をどのように向上させるかが喫緊の課題となっています。従来の肥料の使用はある程度生産量を向上させていますが、過剰施肥、環境汚染、資源の浪費などの問題も引き起こしています。そのため、新しい高効率肥料の開発が農業研究の重要な方向性となっています。 同時に、エネルギー貯蔵技術も急速に発展しており、スーパーキャパシタは高パワー密度と長いサイ...

地球規模での持続可能な開発と環境保護に対する関心が高まる中、バイオマスは天然で豊富な炭素源として注目を集めています。バイオマスには植物の葉、草、籾殻、コーヒーかす、農業廃棄物、食品生産廃棄物、都市ゴミなどが含まれ、再生可能で生分解性があり、経済的に実行可能な特性を持っています。しかし、これらのバイオマス資源を高性能材料、特にセンシング技術に活用するための変換方法は、依然として重要な研究テーマです。近年、バイオマス由来のグラフェンナノ材料と金属有機構造体（MOFs）は、その安定性、再生可能性、経済性から、センシング応用において重要な材料として注目されています。グラフェンとMOFsは、高い表面積、優れた光学・電気的特性、生体適合性、安定性を備えており、センシング技術において大きな可能性を秘めてい...

学術的背景 体積性筋損失（Volumetric Muscle Loss, VML）は、外傷、虚血、または腫瘍切除によって引き起こされる深刻な筋損傷です。VMLは筋線維の不可逆的な損失を引き起こし、線維化、変形、および長期的な機能障害を引き起こします。通常の筋損傷とは異なり、VMLの再生能力は非常に限られており、損傷範囲が筋の自己修復能力を超えています。従来の治療法、例えば物理療法や細胞移植は効果が限られており、筋機能を完全に回復することはできません。そのため、組織工学（Tissue Engineering, TE）技術がVML問題を解決する有望な方法として注目されています。天然または合成の生体材料を使用することで、組織工学スキャフォールドは損傷組織に構造的サポートを提供し、血管化と神経再生を...