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最近の研究成果

ヒートアイランド緩和 2020年11月6日発表

新型コロナ外出自粛でヒートアイランド緩和と省エネ効果-テレワークの普及は都市の気候変動適応策になり得るか?-

新型コロナウイルス感染拡大に伴う外出自粛(以下「外出自粛」という)が、大阪市のオフィス街(規制区域内)の気温と電力消費量をそれぞれ0.13 ℃、40 %(床面積1m2当り12 W)押し下げる効果があったと推定した。一方で人口が微増した住宅街では、電力消費量が18 %(床面積1m2当り1.4 W)上昇し、気温は外出自粛前と変わらなかった。今回推定した外出自粛に伴うオフィス街の気温・電力消費量の低下量は、2019年6月に開催されたG20大阪サミット(以下「G20」という)に伴う交通・出勤規制による気温・電力消費量の低下量のそれぞれ3倍、10倍であることも新たに分かった。これは、都心部での人間活動の変化(テレワークなどの普及)により、省エネとヒートアイランド緩和が実現できる可能性を示唆している。今回開発した手法「都市気候モデル+人口データ」は、「新たな日常」での都市の気温と電力消費の予測に有用であるとともに、今後さらに顕在化すると予測されている気候変動に備えた都市部での適応策の評価・提案への貢献が期待される。

エネルギー・環境領域の最近の研究成果の概要図

ゲノム編集 2020年10月30日発表

より安全にゲノム編集ができる技術を開発-偶発的に生じてしまうゲノム編集をコントロールする核酸分子の開発-

ゲノム編集酵素Cas9に強固に結合し、酵素活性をコントロールする核酸分子(核酸アプタマー)を開発した。また、この核酸アプタマーを細胞内に導入することにより、ゲノム編集酵素の活性をコントロールして、これまで問題となっていた偶発的なゲノム編集(オフターゲット)を抑制し、より正確にゲノム編集ができることを実証した。この技術は、分子生物学研究、遺伝子治療、品種改良など、ゲノム編集技術が利用されるさまざまな分野への貢献が期待される。

生命工学領域の最近の研究成果の概要図

パンコムギゲノム解読 2020年11月26日発表

日本コムギ農林61号など世界15品種の高精度ゲノム解読に成功-ゲノム情報を利用した迅速な分子育種技術の開発に期待-

世界10ヵ国から成る国際共同研究コンソーシアム「国際コムギ 10+ゲノムプロジェクト」は、世界各地で栽培されているコムギ15品種のゲノム解読に成功しました。日本チームは、日本を代表する実用品種「小麦農林61号」の解読に加え、進化ゲノム解析や染色体観察を担当しました。パンコムギ(学名:Triticum aestivum L.)は、イネ・トウモロコシと並ぶ世界三大穀物ですが、実用品種のゲノム配列情報が不足しており、ゲノム配列の比較解析や、ゲノム情報を利用した現代的な分子育種への展開が遅れていました。今回、de novoゲノムアセンブリというゲノム解析技術を用いることで、初めて、15品種について高精度のゲノム配列を得ることに成功しました。これにより分子育種技術の開発に欠かせない品種間差についての比較ゲノム・進化ゲノム解析が可能となりました。今後、ゲノム情報を活用したパンコムギの育種研究や品種改良が、国内外で飛躍的に進むと期待されます。その中でも農林61号は今回同時に解読された欧米の品種群とは大きく異なる遺伝的背景を持つため、アジアのコムギ品種の参照ゲノムとして広く利用されていくと考えられます。

情報・人間工学領域の最近の研究成果の概要図

二酸化炭素資源化 2020年11月27日発表

CO2とケイ素化合物からポリカーボネートやポリウレタンの原料を合成-水が副生しない新しい反応で高効率な合成を実現-

CO2とケイ素化合物を原料として、ポリカーボネートやポリウレタンの原料となる「ジエチルカーボネート」を効率的に合成する触媒技術を開発した。今回、CO2とケイ素化合物(テトラエトキシシラン)を原料としてジエチルカーボネートを合成する新たな触媒反応を見いだした。この反応は水を副生しないため、触媒が長寿命化し、高い反応効率が実現できた。この技術が実用化されれば、CO2を炭素資源として再利用するカーボンリサイクル社会への貢献が期待できる。

材料化学領域の最近の研究成果の概要図

反射防止コート 2020年11月24日発表

世界最高レベルの広角の低反射性と防曇性を兼ね備えた光学部材を開発-複雑形状のレンズや液晶パネル、自動車のメーターパネルなどの反射防止コートの高機能化に貢献-

広い波長帯域で広い入射角範囲の低反射率が実現できるモスアイ構造体をさらに越える、世界最高レベルの低反射特性と防曇効果を併せ持つナノ構造体を開発した。今回開発した技術は、モスアイ構造体と同様の機能をもつ反射防止ナノ構造体を射出成形で作製し、さらに、新たに開発した自己形成柱状成膜技術によりナノ構造体内部に柱状の構造体を形成する。これにより、広い入射角範囲で世界最高レベルの低反射特性が実現できる。(入射角60度での反射率は、モスアイフィルムに比べて1/7まで低減される。) さらに、この技術により、従来難しかった無機親水膜の超親水状態が長期間に渡って維持でき、防曇機能が発現できることが分かった。これらの特性から、高い視認性と防曇性が要求される大面積曲面車載パネルへの適用や、曲率半径の小さい超広角レンズへの適用などIoT技術への貢献が期待できる。

エレクトロニクス・製造領域の最近の研究成果の概要図

大地の反転構造 2020年10月20日発表

西日本で初めて大規模な大地の反転構造を発見-内陸地震を引き起こす活断層の解明に貢献-

伊勢湾・三河湾沿岸域の地質調査により、約1500万年前に形成された大地の凹みが後に断層に沿って盛り上がったことを示す反転構造を発見した。今回のような大規模で明瞭な大地の反転構造は西日本では初めて観察された。今回観察したような大地の反転構造は東日本では知られており、東日本が今の形を成すに至った経緯や、また多くの内陸地震を引き起こす活断層の分布や形状を理解する上で重要な役割を果たしてきた。今回、東日本と同様の反転構造を西日本で初めて観察したことは、西日本と東日本の形成に地質学的な類似点を見出す糸口となり、日本国土の成り立ちを明らかにすることや、今後、伊勢湾・三河湾沿岸域での内陸地震の規模などを予測する上で重要な知見になる。

地質調査総合センターの最近の研究成果の概要図

秒の再定義 2020年11月03日発表

光格子時計の半年間にわたる高稼働率運転を世界で初めて達成-世界で最も安定な運用が可能な光格子時計周波数標準器を開発-

光格子時計の長期間にわたる高稼働率運転を世界で初めて達成した。光格子時計は圧倒的に短い計測時間で高い正確さが得られる優れた時間周波数標準であることが、国内外の研究によって実証されてきた。これらの成果を受け、メートル条約関連会議にて、時間の単位「秒」を、光の周波数を用いて再定義することが検討されている。一方、将来新しい定義に基づき国際原子時や協定世界時を運用するには、セシウム原子泉方式一次周波数標準器のように長期間高い稼働率で運転することが求められるが、光格子時計は多数のレーザーを必要とする複雑な装置であるため、これまで長期間にわたる高稼働率運転は困難であった。今回、レーザーの周波数オートリロック技術を開発し、周波数安定化システムに導入することで、光格子時計の無人運転を実現した。これにより、2019年10月から2020年3月までの半年間で、稼動率80 %以上の高稼働率運転を達成した。これは、これまでに報告された1か月間程度の高稼働率運転を大きく上回る結果であり、周波数標準器として世界で最も安定な運用が可能な光格子時計が実現したことになる。この結果、メートル条約関連会議傘下の作業部会は、この光格子時計が国際原子時に貢献することを勧告した。今後もさらに高い稼働率を継続し、国際原子時に寄与することで「秒」の再定義に向けた活動を推進する。

計量標準総合センターの最近の研究成果の概要図

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