京都大学理学部_京都大学理学部有哪些专业

致远理工科学术头条分享：

每周为你精选、总结近两周日本院校、教授、研究室有关计算机、电子电气、机械学等专业的精选新闻，带你把握各院校研究室的前沿动态，帮助大家更好完成研究计划书以及把握备考方向~

由于关注方向有限，难免存在疏漏，欢迎留言补充～

本周院校：

·京都大学 理学研究科

·大阪大学产业科学研究所

·大阪大学基礎工学研究科

·大阪大学工学研究科

·东京大学大学院工学系研究科

·東京大学大学院理学系研究科

·学習院大学理学部物理学科

·茨城大学大学院理工学研究科

·旭川医科大学

01

京都大学 理学研究科

开发了一种利用荧光成像同时追踪聚合物链“伸长”和“结晶”进程的方法

由京都大学理学研究科副教授齊藤尚平、博士生須賀健介领导的研究小组正在研究由于“聚合物链的伸长”和聚合物的取向而发生的“应变诱导结晶”。当拉伸聚合物材料时，开发了一种“双荧光比成像”方法，可以定量跟踪每个分子的程度。

应变诱导结晶是天然橡胶拉伸时也观察到的一种现象，并且已经被研究了很长时间。近年来，应变诱导结晶作为天然橡胶和人造聚合物材料增韧的机制，在前沿研究中重新受到关注。

此外，为了设计坚固的聚合物材料，了解外力如何施加到每个聚合物链上非常重要。迄今为止，该研究小组已经开发出一种独特的荧光力探针，可以可逆地响应约100 pN的力，并报告了一种通过将其结合到聚合物材料中来定量分析伸长分子链的比例的方法。

这次研究小组开发了一种方法，不仅可以使用荧光成像同时跟踪聚合物链的伸长，还可以跟踪随后的应变诱导结晶。 通过该方法，可以一次性量化单次试验难以分析的“聚合物链伸长”和“应变诱导结晶”的时间差异，以及渐进空间分布的差异。

未来，预计该方法将用于加速基于应变诱导结晶的韧性材料的开发。

该研究成果于2023年12月5日在线发表在国际学术期刊《美国化学会杂志》上。

https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2023-12-07

02

大阪大学产业科学研究所

东京大学大学院工学系研究科

新技术，让您通过离子流自由加热和冷却-对移动终端温控片模块及发电技术应用的期待

大阪大学产业科学研究所的筒井真楠准教授・川合知二 招へい教授、东京大学大学院工学系研究科的大宮司啓文教授・徐偉倫准教授、产业技术综合研究所的横田一道研究员、Instituto Italiano Di Technologia的Denis Garoli研究员组成的国際共同研究小组开发了一种热装置，可以利用纳米孔内的离子流自由加热或冷却。

当纳米孔（纳米级的孔）充满电解质溶液（例如生理盐水）并施加电压时，会发生穿过纳米孔的离子流。日本和海外正在研究和开发利用这种离子流检测病毒和DNA的传感器，以及利用海水/河流水资源发电的装置。

在这项研究中，重点研究了纳米孔中离子流与热量之间的关系。 首先，他们利用半导体技术创建了各种形状和结构的纳米孔，并研究了生理盐水中的离子流动。

结果，他们发现，当纳米孔非常小，直径为50纳米时，阴离子不再流过它们，只有阳离子流过它们。然后他们使用纳米级温度计测量纳米孔附近的温度变化，发现这种特殊的离子流导致纳米孔附近的温度低于室温。

此外，如果纳米孔的顶部和底部充满不同盐浓度的生理盐水，它就成为一个可以纳瓦级功率运行的热/冷装置，不仅可以冷却，还可以根据电压的方向加热。这项研究的结果预计将提高冷却个人电脑和移动设备的超薄板模块以及纳米孔发电元件的性能。

这项研究的结果于12月6日星期三凌晨1:00（日本时间）发表在《Device》上。

https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2023/20231206_1

03

大阪大学基礎工学研究科

東京大学大学院理学系研究科

学習院大学理学部物理学科

阐明幻影基本粒子“马约拉纳粒子”的量子隐形传态现象-拓扑量子计算机的实现之路

大阪大学大学院基礎工学研究科的大学院生高橋雅大、水島健准教授、藤本聡教授、東京大学大学院理学系研究科的山田昌彦特任講師、学習院大学理学部物理学科的宇田川将文教授由研究人员组成的研究小组利用存在于特殊磁性材料中的马约拉纳粒子的量子纠缠，从理论上阐明了量子隐形传态现象。

马约拉纳粒子于1937年在理论上被提出为基本粒子，是一种尚未被实验发现的幻影粒子。 近年来，人们指出了马约拉纳粒子出现在特殊磁绝缘体中的可能性，并积极开展寻找材料中马约拉纳粒子。

到目前为止，已知物质中的马约拉纳粒子处于强量子纠缠态，但尚不清楚如何通过实验测量这种状态。

通过结合分析理论计算和数值模拟，阐明了两个相距较远的电子自旋通过材料中马约拉纳粒子的量子纠缠而相互交换信息的量子隐形传态现象，并利用特殊显微镜证明了这种现象可以进行电测量。

这一测量有助于寻找物质中的马约拉纳粒子以及利用物质中的马约拉纳粒子实现拓扑量子计算机。

该研究结果于2023年12月5日在线发表在美国科学杂志《物理评论快报》上。

https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2023/20231206_2

04

大阪大学工学研究科

茨城大学大学院理工学研究科

旭川医科大学

首次成功地直接测量了水黾在水面上移动时中腿的腿部力量-利用水黾腿部的防水功能，为开发可在水面移动的超小型机器人做出贡献

茨城大学大学院理工学研究科（工学野）的上杉薫 助教、旭川医科大学的眞山博幸准教授、大阪大学大学院工学研究科的森島圭祐教授的研究课题组通过直接测量和图像分析阐明了水黾在水面上移动时的腿部力量，新开发的测量系统能够比传统技术更准确地测量腿部力量。

对于在水面上平稳移动的水黾，提出模仿其精细表面特征的具有高度防水功能的工业和工业产品、开发在水面上移动的超小型机器人以及阐明水黾方面正在取得进展。获得防水功能的进化机制。

在推进此类研究时，水黾划动腿部并撞击水面的力量大小是重要信息，但通过图像分析和推进力计算的传统方法在运动过程中会损失能量。

由于没有充分考虑腿部力量或计算存在误差，测量结果不准确。也有报道称，腿部力可以从水黾整个身体的推进力推导出来，但这种方法可能不准确，因为它不能直接测量单腿的力。

因此，课题组搭建了一个系统，可以直接测量每只水黾腿部的力量。通过切掉水黾腿的一部分并将其用作需要高防水性的传感器连接探针，能够防止其被水面缠住，还进行了间接测量，使用高速摄像机和图像分析从加速度中得出腿部力。

由此计算，中腿中心（股骨与胫骨之间）的腿力约为2.17毫牛顿，根据力矩原理计算，水黾腿尖部（喉关节+前踝关节）是 0.96 毫牛顿。另一方面，通过图像分析获得的水黾中腿的腿部力量约为0.49毫牛顿，这表明图像分析可能由于能量损失等原因而被低估。

未来，将把测量值纳入本课题组提出的水黾防水模型中，尝试发展更详细的防水理论，旨在为高性能应用产品的开发做出贡献。

该成果于2023年11月17日发表在Cyborg and Bionic Systems（网络版）上。

https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2023/20231206_3

05

大阪大学基礎工学研究科

成功检测出建筑外墙缺陷！开发出使无人机安装的毫米波雷达更小、更轻并可在 1 毫秒内进行测量的技术

大阪大学大学院基礎工学研究科的永妻忠夫教授、易利（イー・リー）助教、大学院生的小藪庸介（博士前期課程）、王 雅珩（研究当时：博士前期課程）和JFE商事エレクトロニクス株式会社的共同研究组、東京電力ホールディングス株式会社、清水建設株式会社協力，已成功制造出用于无人机的毫米波超宽带雷达，尺寸更小、更轻、速度更快。

使用该雷达，无需接触即可直接可视化建筑物外墙的内部缺陷（例如瓷砖与砂浆层之间的间隙、混凝土框架与砂浆层之间的间隙等）。

该研究小组一直在推动无人机用超宽带毫米波雷达技术的发展。在2021年宣布第一台机器（原型机）后（https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2021/20210528_1 May 28, 2021），将继续改进该技术以供实际使用。

此次，与 2021 年公布的首款车型相比，有两大改进：第一点是无人机上安装的毫米波雷达部分的重量。重量从之前的1300克减少到435克，可以安装在重6.3公斤的大型无人机到重1.4公斤的小型无人机上。

较大的无人机通常需要更大的升力，因此如果将它们放置在靠近外墙的位置，无人机本身产生的风将导致稳定飞行变得困难。 现在，通过使用小型无人机，可以将毫米波雷达天线靠近墙壁10cm至30cm，从而可以高灵敏度检测内部缺陷。

第二点是测量时间。在第一个模型中，每个测量点需要几秒钟的时间，但这一次，现在可以在大约 1 毫秒（即千分之几秒）内获得缺陷信息。 即使无人机静止在空中，通常也会轻微摇摆。 1毫秒的测量时间比这种波动足够短，使得更精确的测量成为可能。

未来，将继续开发配备毫米波雷达的无人机和机器人在二维平面上扫描大范围建筑物的技术，并推进其在诊断各种结构和基础设施方面的实际应用。

这项研究成果将于2023年12月5日（星期二）至12月8日（星期五）在台湾举行的国际会议“亚太微波会议（APMC2023）”上发表。

https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2023/20231207_2

以上就是今天给大家整理翻译的在12月8日-12月14日期间的日本理工研究相关新闻动态，希望可以帮助小伙伴们快速了解日本理工研究的最新动态，我们下期见！