言語・人間・社会システム領域基盤
菱山 宏輔

地域セキュリティの社会科学と融合研究

私たちはこれまで、種々の危険に対する新たな技術を生み出してきました。しかしながら近年、「社会には様々なリスクが渦巻いている」とみなされています。というのも、今日のリスク社会は、危険に対応するための高度な技術によって、さらに高度な危険が発見/生産されてしまうという循環、リスクの自己準拠性を特徴とするからです。そのため、危険を無くすというよりは危険とのつき合い方という観点から、科学的で合理的な知識だけでなく、よりローカル/インフォーマルな分野が注目されています。
　治安の問題に関して言えば、警察・消防だけでなく地域社会の活動がもとめられており、私はここに「リスク社会における地域セキュリティの国際的・融合領域的研究」という研究テーマを打ち出しました。その際、セキュリティにかかわる特定の技術が国境を越えて適用されながらも、各々の地域社会によってその用いられ方・影響が異なるため、国際的な研究を進める必要があります。
　融合研究としては、まず、あるべきセキュリティの未来やモデルを目指して他分野と共同する、いわゆるシステム構築指向の学際研究を進めています。同時に、人文科学として「セキュリティ」という言葉を伸縮させ、その特殊/普遍的特徴を整理するなかで、専門性、実践性、当事者性といった要素の間にフィードバックループを生み出す、新たな融合的研究に取り組んでいます。

生体・エネルギー・物質材料領域基盤
裴　艶麗

異分野融合による新規デバイスの創生と機能アップ

21世紀の高度情報通信化社会の構築には、大規模な情報の高速処理と伝達を実現するための三次元光・電子融合集積回路やセンサ、アクチュエータ等をコアとするシステムモジュールの開発が不可欠であります。私は、「ナノ・マクロシステムとプロセス・モジュールの開発研究」というテーマの下、融合領域研究所で研究を進めています。具体的に言うと、三次元光電システムモジュールの中核である半導体不揮発性メモリを研究しています。
　従来、半導体メモリの研究開発といえば、半導体分野の研究者や技術者だけで行ってきましたが、最近、シリコンに新しい材料を導入したり、新しい物理を利用したりして、異分野融合の開発が増えてきています。これは、素子を微細化してメモリの集積度を上げるという手法だけでは、メモリの高集積化、大容量化が難しくなってきたからであります。我々は、金属ナノドットと高誘電率絶縁膜を有する新型不揮発性メモリを提案しています。この提案は、金属ナノドットの高い仕事関数及び高密度を利用して、材料科学や応用物理や電子デバイスやナノテクノロジーなどの融合により、高集積度、大容量の不揮発性メモリの実現を目指しています。近い将来、HDDの変わりに、半導体不揮発性メモリを使うSSD（Solid State Drive）パソコンの普及が期待されています。
　国際高等融合領域研究所は研究科や専攻、専門の壁を越える異分野交流の場であり、ここで、融合による新しいアイディア、新しい研究分野の芽に出会えることを期待しています。

ライフ・バイオ・メディカル研究基盤
山口　賢

過栄養時代の2型糖尿病の病態形成における膵β細胞ストレス応答異常

日本のみならず、世界中で、2型糖尿病患者が増加しています。メタボリックシンドロームに代表される肥満がもたらすインスリン抵抗性によるインスリン分泌の強要は、膵β細胞に過度な細胞内のストレスを惹起させ、細胞量を減少させます。膵β細胞の量の低下の一因として、小胞体ストレスが注目されております。小胞体は、細胞内の小器官で、蛋白の高次構造を形成する場であります。この形成の過程で、立体構造の異常な蛋白が蓄積することを小胞体ストレスと呼びます。小胞体ストレスに対して、細胞は小胞体ストレス応答とよばれる適応反応により対処しますが、処理能力を超えるストレスが加わると、細胞死に至ってしまいます。
　本研究は、これまでの私の行ってきた研究を発展させる形で、膵β細胞での小胞体ストレス応答制御機構の解析を中心に、過栄養がもたらす膵β細胞への影響について研究を進めます。これまで習得した分子生物学・細胞生物学・発生工学の手法を基礎に、新たに工学的手法などを導入し、融合的な解析を行います。最終的な目標として、新たな治療、創薬、あるいは小胞体ストレスの生体マーカーなど実用化を視野においた研究を目指したいと考えております。融合研究は、異分野の専門家と協力して新たな研究を目指すという、非常に発展性に満ちた研究であります。しかしながら、明確なコンセプトの2下に行わなければ、有意義な研究成果は得られないと考えます。他分野の先生方の研究にも興味を持ち、常に融合の発展性を考え、研究を行います。

生体・エネルギー・物質材料領域基盤
潘　　登

Bulk metallic glasses: In the zone

I joined IIAIR since April, 2007, and I have been undertaking the challenges in a research project of ‘Nanomechanics of Bulk Metallic Glasses’　over last two and half years. Bulk metallic glasses (バルク金属ガラス, BMG) are “lighter, stronger and more shock-absorbing” over crystals. Today BMG alloys have not only been successfully commercialized in magnetic applications and sporting equipments, but blueprints for their mass productions are also being drawn attention in the telecommunication and automobile industries. In order to explore new generation BMGs with innovative functions that are expected to greatly contribute to welfare of the society; relationship of properties of BMGs with their stoichiometry and atomic structure, as an anticipated next bottleneck, need to be comprehensively understood.
One of the key goals in this project is to investigate the fundamental cause of poor ductility of BMGs at room temperature, or atomic-scale deformation mechanism. When a conventional metal cools from its molten liquid state, its atoms arrange into well-ordered crystalline structures. BMGs, on the other hand, are alloys in which the atoms have not been given time to arrange into crystallites, resulting in an irregular structure similar to that of ceramic glass. This makes BMGs much stronger but more brittle than conventional metals. One leading explanations for this poor ductility is the emergence of ‘shear transformation zones’ (STZs) within BMG. STZs are nano-scale volumes of material that undergo plastic flow, and the concentration of stress at STZs is believed to cause localized shear bands to form, leading to mechanical failure and poor ductility. We observed that the smallest STZ volumes were also the least ductile; and this allows us to improve our understanding and to optimize the mechanical performance of BMGs. Currently a more systematic investigation on STZ behavior in the dynamics and rheology of BMGs is underway, aiming a vigorous theoretical foundation of mechanical behavior of BMGs.
In this project, disciplines of materials science, condensed matter physics, mechanics and/or chemistry are working together in order to develop a fundamental understanding of the mechanical properties of BMGs from electronic/atomic levels, providing a guideline to directly benefit the development of new generation BMGs with more advanced performances. I am looking forward to brainstorming with my IIAIR colleagues in fusion with expertise of sciences, engineering, biosciences, medicine and even laws and arts on an exploratory attack on this tough challenge.

先端基礎科学領域基盤
清水 康弘

素粒子物理と天文宇宙物理の融合研究

私は「素粒子の新しいパラダイムと初期宇宙」をテーマとして、素粒子物理と天文宇宙物理の融合研究を目指しています。最近の宇宙観測の実験の進歩は目覚ましく、今まであまり分かっていなかった宇宙の姿が明らかになってきました。驚くべきことに宇宙全体のエネルギーの中で星などの物質が占める割合はわずか4%程度で、宇宙は正体の分からない暗黒エネルギーや暗黒物質で満ちていることが示されています。特に、宇宙の暗黒物質は未知の素粒子である可能性が高いと考えられています。
　本研究ではヨーロッパのCERN研究所で行われるLarge Hadron Collider(LHC)実験において未知の素粒子であると思われる暗黒物質の正体を探ることを目指しています。暗黒物質は宇宙の歴史や銀河の構造を探る上で非常に重要なことが知られており、その性質を調べることにより未知の宇宙初期の進化の歴史が明らかになることが期待されます。さらに天文物理学の暗黒物質を使った重力レンズ観測との融合研究を目指しています。
　国際高等融合領域研究所へ着任して1年程経ちましたが、本研究所には物理学、天文宇宙物理学のみならず多くの学術分野から若い研究者が集まっています。他分野の研究者の講演は非常に刺激的で、多くの研究者と議論をすることによって新たな研究分野の創出を目指したいと考えています。