分子ナノシステムの創発化学（川合　知二）

研究領域名

分子ナノシステムの創発化

研究期間

平成20年度～平成24年度

領域代表者

川合　知二（大阪大学・産業科学研究所・特任教授）

研究領域の概要

　分子ナノシステムにおける創発現象を利用して、新たな階層的分子適応システムの設計・合成・デバイス化を行い、その学理を明らかにする。環境に適応するには、構造や機能が変化しながらも全体として安定性を示す自己組織的階層構造が必要である。階層は、数多くの相互作用が絡み合う創発により生まれる。自己集積を超えて、分子構造から予測できない階層的高次構造を導く自己構造化、および分子物性の総和を超えた機能を導く自己機能化を実現する「創発化学」を確立する。非平衡状態、分子生物学的アプローチ、ナノ空間規制のもとに分子設計を行う新しい化学の考え方を導きたい。環境に適応する自律的分子システムを構築し、将来の分子ナノマシンに至るマイルストーンを得たい。

領域代表者からの報告

審査部会における所見

A　（研究領域の設定目的に照らして、期待どおりの成果があった）

1．総合所見

　本研究領域は、「創発」を物質の自己組織化における高次の組織体と機能の創成を目指した未踏の段階を表す言葉として位置付け、平衡系に限られている分子化学における自己組織化と非平衡科学の融合を目指したものである。要素の単なる積み重ねにとどまらない新たな階層構造の創製や機能の発現するメカニズムの解明が化学と物理の融合によって行われ、貴重な成果があげられている。研究成果は、ハイインパクトなジャーナル、図書、新聞、公開シンポジウムなどで積極的に発表され、次世代の研究者育成にも注力されていたことが伺える。当初の目標を達成できたと判断できる。

2．評価の着目点ごとの所見

(1)研究領域の設定目的の達成度

　非平衡系における高次の自己組織化を創発化学という新たな視点で捉えて共同研究を推進した結果、従来の枠組みでは作製できなかった多様な金属酸化物のナノワイヤの創成原理を、非平衡散逸系プロセスとして理論的に解明するとともに、実験的に合成に成功している。また、多成分自己組織化による一義的巨大構造の創成や、ナノサイズの分子集合体による動的機能の創発など優れた研究成果が得られた。

(2)研究成果

　異分野連携が効果的に行われた結果、世界的に知られたジャーナルや図書、新聞での多数の発表がなされている。国内外での主要なシンポジウムでの招待講演も多く、本研究領域全体として研究成果は十分に出ている。一方で、新しい概念の創出に関してはやや不明確であった。また、公開シンポジウムを駅前など利便性のよい会場で開催することによって、出席者総数の半分を一般来場者が占めるようなアウトリーチ活動を行っており、広く一般に向けても情報発信ができた点は評価できる。

(3)研究組織

　本研究領域の中には、有機化学・無機化学の研究者だけではなく、非線形物理や工学分野の研究者も含まれ、異分野間の連携促進には工夫が必要であったと考えられる。研究項目A01に連携の中核となる研究者を集め、同じ研究項目内での連携研究から始めて、他研究項目間での連携研究に積極的に展開したことが、異分野連携による多くの成果につながったものと判断できる。 

(4)研究費の使用

　高額設備は、本研究領域内での共同研究に幅広く用いられ、有効活用されている。一方で、既に多くの研究費を得ている他の研究との切り分けが若干不明確であるとの意見があった。

(5)当該学問分野、関連学問分野への貢献度

　本研究領域は、化学・物理学分野での創発現象についての学問的基礎を固めることに成功し、今後の生命科学・医療分野や各種産業への応用展開に向けた展望を切り拓いたと言える。

(6)若手研究者育成への貢献度

　全体会議、公開シンポジウムでは必ずポスターセッションを設けたほか、合宿形式を設けることで、若手研究者が領域内の様々な分野、年齢層の研究者と十分な議論ができるように配慮するとともに、若手研究者が組織運営や研究企画の方法について学ぶ機会を多く設けるなど、若手研究者の育成に十分な貢献があったと認められる。