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2. 業 務
２．１ 試験研究業務
２．１．１ 特別研究
〔大 項 目〕国際基礎研究
〔研究題目〕クラスターサイエンスに関する研究
〔研究担当者〕
〔研究内容〕原子数1000以下の原子・分子集合体であるクラスターは，原子・分子と超微粒子の間に位置し，物質の集合形態の転換（気相−液相・結晶化過程・超臨界液体）や秩序形成過程，また化学反応（燃焼反応・気相合成（CVD））等において重要な役割を果たすと考えられ，種々の観点から注目されている。特に，小分子クラスターは多様な存在形態が可能な揺らぎが大きなダイナミックな系であり，その特性の解明が強く望まれている。本研究において，このダイナミッククラスターの構造・反応の解明を行うと共に，安定化クラスターの物性を調べ，新材料合成における新たな分野の構築を目的とする。
〔研究題目〕バイオニックデザインに関する研究
〔研究担当者〕
〔研究内容〕生体は，固体，組織，分子集合体の各階層において自律性をもって機能する構造を有する。また，生体は分子，細胞，組織の形成，修復，破壊を生体内で同時に進めつつ動的平衡を保つシステムでもある。このような自己組織化，自己修復，機能的適応，環境順応性等をもつ生体の構造を模倣した構造体もしくは分子機械システムの設計・製造原理を確立するための基礎研究を行う。
２．１．２ 産業科学技術研究開発制度 〔大 項 目〕原子・分子極限操作技術
〔研究題目〕原子・分子極限操作技術支援基礎技術の研究開発
〔研究担当者〕
〔研究題目〕発電環境用高機能素材形成技術の要素技術評価等開発礎に関する研究 〔研究内容〕火力発電プラントなどの高温，高圧，腐食雰囲気等の過酷な環境での部品や素材の劣化メカニズムを原子・分子レベルで解明し，それらの過酷環境に耐え得る高機能構造材料，制御回路部品用素材の開発を行うための基盤技術の評価として，表面および空間において原子・分子１個１個を精密に観察，操作する各種装置の性能，対象物の構造，特性，変化を評価し，併せてその評価手法の確立をはかる。
２．１．３ 経常研究
〔研究題目〕原子集団の自己組織化に関する研究 〔研究内容〕原子・分子から出発して巨視的サイズの固体を設計的に形成するため，新しい機構に基づいた自己組織化の可能性を多様な観点から検討する。生体における自己組織化や自己増殖作用を無機や有機にかかわらず，固体の世界で実現する方法として，分子や原子の化学的性質を利用したり，光，熱，電磁場等を応用する方法が考えられる。
〔研究題目〕クラスターの形成過程に関する基礎研究 〔研究内容〕クラスターは，一般にその構成原子・分子数が広い分布をもって形成され，特定のものの割合が微小量であり，その特性を調べることが困難である。特定クラスターの選択的生成を図るために，クラスター形成応用に対する温度，媒体圧力，温度などの影響を調べ，クラスター形成過程を明らかにするための基礎的研究を行う。特に燃焼炎中でのススの形成と密接に関連する炭素クラスターならびに水クラスターを中心に調べる。
〔研究題目〕生体模倣材料要素の開発に関する基礎的研究 〔研究内容〕本研究では，１）生体適合性に優れた，長期間の使用に対し自己強化，自己修復する素材とタンパク質や生体無機物質からなるハイブリッド材料を創出するための分子設計，２）運動タンパク分子の分子間反応の解析や合成ペプチドの構造評価を通じて，生体運動要素の創出のための分子設計の基礎研究を行う。
２．１．４ フィージビリティスタディ
〔研究題目〕量子生物科学的解析に基づく新機能生体触媒の設計・創製に関する研究 〔研究内容〕ハンマーヘッド型リボザイムは，新規エイズ治療薬として注目されている。そのリボザイムを分子軌道計算や他の手法を併用してリボザイムの反応中心部位を詳細に解明し，新機能リボザイムの創製を行い，生体系で利用する研究を行う。
〔研究題目〕破壊プロセスにおける原子分子素過程と破壊前駆現象に関する研究 〔研究内容〕脆性材料の破壊の前駆過程で生じる物理化学現象の発生原因を原子分子レベルで捉え，破壊の前駆現象の検出に有効な計測・解析法を検討する。延いては，地震直前予知，構造体の破壊直前予知技術の確立に資する。
〔研究題目〕有機超格子に関する研究 〔研究内容〕超高真空での有機分子の清浄固体表面へのエピキシャル成長（有機分子線エピタキシー）を利用し，構造と厚さの制御された超薄膜および金属，無機物質との積層構造を含む超格子超薄膜の構築を試み，新規光電子機能の発現を目指す。
〔研究題目〕脳における順・逆問題協調に関する研究 〔研究内容〕脳を逆問題解決法と考え，順問題と協調しながら自律的に逆問題を解決する脳の情報処理の基本原理を解明する。順問題が外界で生成されたときの物理的な規則性を脳は逆問題解決に使用していると考え，F/S期間では視覚系と運動系で，逆問題に対応する信号が脳内に存在しているか，又どんな規則性が脳内で使われているかを明らかにする。
２．１．５科学技術振興調整費による研究
〔大 項 目〕重点基礎研究
〔研究題目〕原子レベルでの静的動的構造評価法の基礎に関する研究 〔研究内容〕金属，半導体，磁性材料，有機物（高分子）などについて，自由電子，トンネル電子，レーザー光などを用いて（１）物質表面（２）物質界面（３）空間の領域における原子レベルでの静的動的構造評価法について探索する。
〔大 項 目〕重点基礎研究
〔研究題目〕クラスターの形成過程に関する研究 〔研究内容〕クラスターは，共有結合クラスター，金属クラスター，水素結合クラスター，ファンデルワールスクラスターに大別され，その結合強度は大まかにはこの順序である。特に共有結合クラスターの形成過程で温度，圧力の影響が大きいと考えられる。この特質を考慮した各種クラスターの生成手法および形成機構を検討する。
〔大 項 目〕重点基礎研究
〔研究題目〕生体組織再構築に関する研究 〔研究内容〕生体中では組織間の接着構造は複雑精緻であり，現状では人工的に作ることはできない。そこで組織ー組織間および組織ーバイオマテリアル間に形成される結合性を力学的，生化学的に評価，比較し生体接着機構の解明を行う。また，自己組織化，自己修復，自己強化，機能的適応および学習機能を有する生命組織体を模倣した構造体の設計を行う。
２．１．６ 共同研究
〔研究題目〕原子・分子極限操作技術（アトムテクノロジ）の研究開発 〔共同研究者〕技術研究組合オングストロームテクノロジ研究機構 〔研究題目〕大気圧プラズマ重合による新しい血液回路用材料に関する研究 〔研究題目〕生体適合材料に関する研究 〔研究題目〕クラスターサイエンスに関する研究及びバイオニックデザインに関する研究 〔共同研究者〕（財）産業創造研究所 〔研究題目〕多孔質材料を用いた３次元素材の動物固定化技術への応用 〔研究題目〕骨再構築過程の解明および利用に関する研究
〔研究担当者〕
〔研究担当者〕
〔研究担当者〕
〔研究担当者〕
〔研究担当者〕
〔研究担当者〕
〔研究担当者〕
〔研究担当者〕
〔研究担当者〕
〔研究担当者〕
〔研究担当者〕
〔研究担当者〕
〔研究内容〕新素材，エレクトロニクス，バイオテクノロジ等の各種産業分野における共通基盤技術として，原子・分子を１個１個精密に観察し操作する技術を確立することを目標に，そのための要素技術及び支援技術の研究開発を行う。
〔研究担当者〕児玉 亮
〔共同研究者〕川澄化学工業（株）
〔研究内容〕親水性モノマーあるいは疏水性モノマーのプラズマ重合により，高い抗血栓性を有する血液回路用材料の開発を目指す。
〔研究担当者〕児玉 亮
〔共同研究者〕住友電気工業（株）
〔研究内容〕細胞・組織になじみ，細胞・組織増殖に適し，生体と一体化し，機能を代替えする材料の開発を目指す。
〔研究担当者〕
〔研究内容〕原子・分子レベルが持つ特異的物性のメカニズムを解明し，新機能材料や分子機能機械等を開発することで新たな産業界の創設を図ることを目的とし，クラスターサイエンス及びバイオニックデザインに関する研究を実施するものである。
〔研究担当者〕児玉 亮
〔共同研究者〕（財）地球環産業技術研究所
〔研究内容〕高効率ペプチド・蛋白質生産用動物細胞リアクターの要素技術として，多孔質材料を用いた３次元素材で，当該素材を用いた動物細胞固定化技術を研究開発する。
〔研究担当者〕立石 哲也，牛田多加志
〔共同研究者〕ダイキン工業（株）
〔研究内容〕骨は絶えず形成と吸収を繰り返しながらその形を保っていることが知られている。しかも，荷重等の外的刺激に応答しそれに適応すべく骨成分の生成や吸収を行っている。この骨の形成・維持・修復のメカニズムを細胞レベルさらには分子レベルで解明を進め，これらの機能をコントロールし，利用するための基盤を確立する。
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