致遠(yuǎn)理工科學(xué)術(shù)頭條分享：每周為你精選、總結(jié)近兩周日本院校、教授、研究室有關(guān)計(jì)算機(jī)、電子電氣、機(jī)械學(xué)等專(zhuān)業(yè)的精選新聞，帶你把握各院校研究室的前沿動(dòng)態(tài)，幫助大家更好完成研究計(jì)劃書(shū)以及把握備考方向~由于關(guān)注方向有限，難免存在疏漏，歡迎留言補(bǔ)充～

本周院校：

·東京大學(xué)新領(lǐng)域創(chuàng)成科學(xué)研究科

·大阪大學(xué)自然科學(xué)系

·大阪大學(xué)工學(xué)研究科

·筑波大學(xué)生命環(huán)境系

01

東京大學(xué)新領(lǐng)域創(chuàng)成科學(xué)研究科

使用鐵軸晶體實(shí)現(xiàn)電場(chǎng)感應(yīng)磁手性二色性 - 光的吸收可以通過(guò)電場(chǎng)和磁場(chǎng)控制

東京大學(xué)新領(lǐng)域創(chuàng)成科學(xué)研究科的一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn)，電場(chǎng)可以用來(lái)控制晶體的手性，并且發(fā)現(xiàn)了磁手性二色性，這是一種已證明的獨(dú)特的磁光現(xiàn)象，對(duì)于含有手性的物質(zhì)，可以通過(guò)電場(chǎng)來(lái)控制。

以晶體結(jié)構(gòu)中固有的原子排列的旋轉(zhuǎn)扭曲為特征的有序稱(chēng)為鐵軸有序，具有這種有序的材料稱(chēng)為鐵軸材料。通過(guò)識(shí)別和控制左右兩種旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，有望將鐵磁材料和鐵電材料應(yīng)用于存儲(chǔ)器和光學(xué)元件，此材料研究正在快速進(jìn)展。

在這項(xiàng)研究中，通過(guò)對(duì)鐵軸材料施加電場(chǎng)來(lái)誘發(fā)手性，并通過(guò)電場(chǎng)誘發(fā)和控制手性晶體特有的磁光現(xiàn)象——磁手性二色性。通過(guò)利用這種現(xiàn)象，可以控制電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的光吸收。

隨著利用鐵軸晶體在電場(chǎng)下控制磁光現(xiàn)象作為手性相關(guān)物理性質(zhì)的方法的建立，鐵軸材料作為新物理性質(zhì)的研究已經(jīng)加速，預(yù)計(jì)這將促進(jìn)新型光學(xué)元件鐵軸材料的發(fā)展。

https://www.k.u-tokyo.ac.jp/information/category/press/10446.html

02

大阪大學(xué)自然科學(xué)系

通過(guò)模擬電子-正電子對(duì)產(chǎn)生和激光傳播過(guò)程發(fā)現(xiàn)-用激光實(shí)驗(yàn)闡明宇宙物質(zhì)創(chuàng)造的基本過(guò)程

大阪大學(xué)激光工程研究所的杉本馨研究員（日本學(xué)術(shù)振興會(huì)特別研究員）、巖田夏彌準(zhǔn)教授、千徳靖彥教授和加州大學(xué)圣地亞哥分校的 Alexey Arefiev 教授正在合作開(kāi)發(fā)一種高強(qiáng)度等離子體中的激光。

世界上首次揭示了激光能量在傳播過(guò)程中轉(zhuǎn)化為伽馬射線(xiàn)等光子，并通過(guò)兩光子碰撞產(chǎn)生電子-正電子對(duì)，產(chǎn)生正電子束。

盡管理論上已經(jīng)預(yù)測(cè)了光子碰撞產(chǎn)生電子-正電子對(duì)，但光子碰撞產(chǎn)生的正電子尚未在實(shí)驗(yàn)室得到證實(shí)。原因是電子正電子對(duì)產(chǎn)生的概率很小，大量伽馬射線(xiàn)光子碰撞很難產(chǎn)生足夠的正電子用于觀(guān)測(cè)。

在這項(xiàng)研究中，課題組從理論上確定了在高強(qiáng)度激光在等離子體中傳播的同時(shí)，通過(guò)將激光的能量轉(zhuǎn)化為伽馬射線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)局部光子碰撞，高效生成正負(fù)電子對(duì)的條件。

此外，利用產(chǎn)生的正電子作為高方向性光束飛出的特性，提出了一種通過(guò)光子碰撞演示電子-正電子對(duì)產(chǎn)生的路線(xiàn)。 從光創(chuàng)造物質(zhì)的過(guò)程是宇宙中物質(zhì)創(chuàng)造的基本過(guò)程，有望發(fā)展成正電子束等應(yīng)用。

這項(xiàng)研究結(jié)果于2023年8月10日星期三（當(dāng)?shù)貢r(shí)間）發(fā)表在美國(guó)科學(xué)雜志《物理評(píng)論快報(bào)》上。

https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2023/20230817_1

03

大阪大學(xué)工學(xué)研究科

利用軟膠囊廢棄物開(kāi)發(fā)可生物降解塑料-新技術(shù)將垃圾復(fù)活為環(huán)保材料

大阪大學(xué)工學(xué)研究生院宇山浩教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組和 API Co., Ltd. 聯(lián)合開(kāi)發(fā)了一種利用軟膠囊包衣廢物的可生物降解塑料。各種產(chǎn)品制造過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢物大部分沒(méi)有得到利用而被丟棄。

為了到2050年實(shí)現(xiàn)零碳，社會(huì)強(qiáng)烈要求有效利用這些大量產(chǎn)生的廢物，而不是焚燒它們。

軟膠囊包衣的主要成分是明膠。雖然明膠具有優(yōu)異的生物降解性，但它不具有制造塑料制品所需的熱塑性，并且尚未考慮將其用作塑料。

這次，研究小組通過(guò)加工并將其融入塑料中，成功地賦予了廢棄軟膠囊薄膜熱塑性。結(jié)果，將生物降解塑料和軟膠囊薄膜廢料混合成為可能，能夠開(kāi)發(fā)出有望實(shí)現(xiàn)海洋生物降解的高性能生物降解塑料。

預(yù)計(jì)通過(guò)有效利用工業(yè)廢物生產(chǎn)可生物降解塑料將有助于資源循環(huán)利用、脫碳和減少海洋垃圾。

https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2023/20230818_1

04

筑波大學(xué)生命環(huán)境系

石油降解菌群體擴(kuò)大其表面積以提高石油降解效率

在真實(shí)環(huán)境中，許多細(xì)菌通過(guò)形成稱(chēng)為生物膜的群落而生存。 一些海洋細(xì)菌在泄漏到海洋中的石油（例如石油）周?chē)纬缮锬?，將其用作營(yíng)養(yǎng)來(lái)源，并對(duì)它們進(jìn)行生物降解。然而，生物膜形成與油降解之間的關(guān)系尚未闡明。

在這項(xiàng)研究中，使用微流體裝置構(gòu)建了一個(gè)觀(guān)察系統(tǒng)，并以高分辨率可視化細(xì)菌細(xì)胞和微小油滴之間的相互作用。?

結(jié)果，一種油降解細(xì)菌 Alcanivorax borkumensis 牢固地粘附在油和水之間的界面上，并且發(fā)現(xiàn)裂解物的細(xì)胞能夠與油直接接觸并能夠有效地分解油。還利用理論物理模型成功預(yù)測(cè)了生物膜形成的動(dòng)力學(xué)及其形狀。

此外，人們還發(fā)現(xiàn)，這種油滴的形狀變化是從中心開(kāi)始的，那里的細(xì)胞排列得像野菊花的花瓣一樣。油滴表面的這種特征細(xì)胞排列模式類(lèi)似于液晶向列相中的分子排列（分子沿一個(gè)方向取向，但質(zhì)心是隨機(jī)的）。

換句話(huà)說(shuō)，細(xì)菌形成生物膜，相互配合，利用細(xì)胞生長(zhǎng)的壓力使野菊花的花瓣?duì)钪行耐蛊?，從而在油界面上形成突起?/p>

這項(xiàng)研究的結(jié)果預(yù)計(jì)將有助于提高利用細(xì)菌的環(huán)境凈化技術(shù)（生物修復(fù)）的效率。

https://www.tsukuba.ac.jp/journal/biology-environment/20230822141500.html

05

筑波大學(xué)生命環(huán)境系

開(kāi)發(fā)模型來(lái)解釋降雨引起的空氣輻射劑量率變化

2011年福島第一核電站事故釋放的放射性核素導(dǎo)致福島縣森林空氣劑量率（每小時(shí)輻射劑量）升高。由于物理衰減和去污作用，長(zhǎng)期來(lái)看，它一直在穩(wěn)步下降，但空氣劑量率也有暫時(shí)的變化，比如降雨后下降，干燥天氣時(shí)上升，這一切是有聯(lián)系的。

據(jù)預(yù)測(cè)，降雨后空氣劑量率的下降是由于土壤濕度增加導(dǎo)致輻射屏蔽效應(yīng)增強(qiáng)所致。

在這項(xiàng)研究中，觀(guān)察了當(dāng)?shù)氐耐寥罎穸群涂諝鈩┝柯?，并開(kāi)發(fā)了一個(gè)模型來(lái)估計(jì)降雨引起的空氣劑量率的變化。這是一種即使沒(méi)有土壤濕度數(shù)據(jù)也可以估算的方法。

在福島縣的兩個(gè)地區(qū)（浪江町和河內(nèi)村）進(jìn)行了觀(guān)測(cè)。在浪江町，隨著土壤濕度的增加，空氣劑量率下降，這種變化可以從降雨量來(lái)解釋。

即使在川內(nèi)村，也可以根據(jù)有效降雨量來(lái)估算土壤濕度。對(duì)于空氣劑量率，盡管變化較大，但能夠估計(jì)波動(dòng)趨勢(shì)。

該方法將有助于消除降雨的影響，準(zhǔn)確量化空氣劑量率的長(zhǎng)期下降趨勢(shì)，并有望準(zhǔn)確評(píng)估福島環(huán)境的恢復(fù)程度。

https://www.tsukuba.ac.jp/journal/biology-environment/20230724140000.html

以上就是今天給大家整理翻譯的在8月10日-8月24日期間的日本理工研究相關(guān)新聞動(dòng)態(tài)，希望可以幫助小伙伴們快速了解日本理工研究的最新動(dòng)態(tài)，我們下期見(jiàn)！