東北大学
学際科学フロンティア研究所

無機材料物性学、薄膜プロセス工学、生体適合材料学、協調機能デバイス工学

複合構造制御によるトンネル磁気－誘電（TMD）効果材料に関する研究／複合構造制御によるトンネル磁気－光学（TMO）効果材料に関する研究／金属－セラミックス系ナノ複相構造薄膜の機能物性に関する研究／金属チタンのプラズマ酸化による骨伝導性インプラント材料の開発

金属とセラミックスは、ナノサイズで複合化すると従来に無い機能物性を発現します。当研究室では『トン ネ ル磁気－誘電（TMD）効果』や『トンネル磁気－光学（TMO）効果』などの新機能物性を見いだしました。磁性物理学、医工学、材料工学等の学際融合研究によって「ナノ複相構造薄膜による新機能材料の創製」という新領域の開拓を行っています。

hiromasu[at]fris.tohoku.ac.jp ( [at] を @ に変えてください)

磁性薄膜、室温接合技術、薄膜プロセス工学、電子デバイス工学

室温接合技術（原子拡散接合法）とそれを用いたデバイス形成に関する研究 ／大きな磁気異方性を有する磁性薄膜の形成と超高密度ストレージへの応用研究

金属ナノ薄膜の原子再配列現象を利用して、同種あるいは異種のウエハや基材を室温で接合する原子拡散接合法を提案し、それを用いた新しいデバイス形成に関する研究を展開しています。また、その基礎となった薄膜形成技術を用いて、超高密度磁気ハードディスク等に応用する磁性薄膜の研究も行っています。

電子線結晶学、収束電子回折、ナノ局所構造物性、構造相転移

収束電子回折（CBED）法による 3D ナノ局所結晶構造・静電ポテンシャル分布解析法の開発／機械学習による電子線多重散乱過程の解析／電子チャンネリングを用いた原子サイト選択局所構造解析／強誘電体・合金等における構造相転移の局所構造解析と微視的相転移機構

結晶の「平均構造」では記述できない「局所構造」を起源とする新奇物性が注目されていますが、従来の方法ではこのような局所構造の解析は困難でした。われわれは、ナノ電子プローブを用いた電子回折法に、機械学習などの情報科学を融合して、新たな3次元ナノ局所結晶構造解析法の開発に取り開発に取り組んでいます。

k_tsuda[at]fris.tohoku.ac.jp ( [at] を @ に変えてください)

非平衡材料学、金属相変態、材料組織学、粉末冶金学

ランダム構造金属材料の不規則性制御に関する研究 ／ガラス構造合金の変形機構に関する研究／金属過冷却液体の安定化機構に関する研究／ナノ構造物質の創製と物性評価に関する研究

アモルファス、ガラス合金といった金属系ランダム原子配列材料は、人類が長い間用いてきた結晶構造材料にはない優れた特性を発現します。当研究室では数学・基礎物理学・材料工学等の異分野融合による「ランダム原子配列構造の評価と制御」という新しい材料学を構築することを目指しています。

jsaida[at]fris.tohoku.ac.jp ( [at] を @ に変えてください)

電気化学、ラマン分光学、 燃料電池、表面科学

革新型蓄電池の研究開発／ポストリチウム電池の研究開発／電気化学エネルギー変換デバイスの高性能化と長寿命化／ラマン分光法による電極反応の研究開発

現在のリチウム２次電池を凌駕する革新型蓄電池の研究開発を行っています。この研究開発はナショナルプロジェクトの一環として国内外から期待されており、より良い社 会に根ざした研究を展開しています。

itoh[at]fris.tohoku.ac.jp ( [at] を @ に変えてください)

細胞生物学、神経科学

軸索輸送における微小管と分子モータータンパク質の機能解析／線虫の分子遺伝学を用いた新規の神経細胞の形態形成遺伝子の同定／ゲノム編集による神経疾患モデル線虫の解析

ナノメートルオーダーの分子の世界の力学が細胞の形を司り、その異常がヒトの疾患の原因となっていることに関心を持っています。小さな研究グループですが、世界を驚かせるような研究成果を目指しています。

shinsuke.niwa.c8[at]tohoku.ac.jp ( [at] を @ に変えてください)

天文学・宇宙物理学

宇宙物理学の理論研究／特にブラックホールが関係する極限的現象の研究／共同研究として行う天文観測・数値シミュレーション

大きな報道発表になった『ブラックホール撮影』の国際チームの一員でもあります。FRISの若手研究者と共同で生命科学や工学の研究、また様々な分 野 の 学 問を扱うオムニバス書籍の執筆なども行なっています。常に異分野の研究者から刺激を受ける日々です。

toma[at]fris.tohoku.ac.jp ( [at] を @ に変えてください)

人類学

文化進化、先史考古学の定量的データ解析、文化伝達と社会行動の数理モデリング、デジタルアーカイブ構築

人類はときとして「文化的な種」と称されるほど文化に大きく依存した種です。わたしは「文化進化」というアプローチから、さまざまな文化現象と、それを生み出した人類を理解することをめざして研究をしています。 対象は先史考古学が多いですが、民俗学やスポーツのデータ解析の経験もあります。資料のデータ化からデータベース構築、解析、モデリングまで携わっています。また、展示を始めとするアウトリーチ活動にも取り組んでいます。

kohei.tamura [at] tohoku.ac.jp ( [at] を @ に変えてください)

生化学、タンパク質科学

タンパク質品質管理の破綻から引き起こされる各疾患の理解

細胞は、新規に合成されたタンパク質の天然構造の構築を促し、その品質を管理するための巧妙なしくみを備えています。タンパク質の品質管理の破綻は、神経変性疾患やⅡ型糖尿病などを引き起こす原因となっていることは広く知られています。そこでオルガネラの1つ小胞体においては、厳密にタンパク質の品質を管理するための因子が多く存在します。特に、小胞体内は他のオルガネラと比べ酸化的な環境であり、タンパク質中にジスルフィド結合(チオール基間の酸化)を導入する環境であり、近年、哺乳動物細胞の小胞体においてジスルフィド結合を触媒する20種類以上ものProtein Disulfide Isomerase (PDI)ファミリー酵素群が見つかってきました。しかしながら、それぞれPDIファミリーの構造や機能がわかっていないものも多く、さらに各PDIファミリーによる多種多様な基質認識の機構や触媒機構も殆どわかっていません。そこで、1分子観察、溶液構造解析、X線結晶構造解析、細胞生物学や生化学的アプローチにより、PDIファミリーによる基質触媒機構の解明を目指し、細胞が備えるタンパク質品質管理を明らかにします。細胞のタンパク質品質管理の破綻は、糖尿病や神経変性疾患を引き起こすことが知られており、本研究成果はこれら疾患の分子レベルでの成因解明にも繋がると期待しています。

okmasaki [at] tohoku.ac.jp ( [at] を @ に変えてください)