研究者紹介

生物の精巧な分子機能の多くは、水と生体高分子の相互作用（その多くは水素結合）と、その揺らぎによって生み出されます。水和によって不均一化した水素結合の揺らぎは、THz周波数領域に現れます。「Sub-THz波による制御」の視点で、生物の分子機能の解明と複数分野に波及する応用展開に取り組んでいます。

生命現象や材料機能の多くは，水素結合ネットワークの動的変化と密接に関係している。水の水素結合ネットワークは特徴的な水和構造を形成し，生体分子機能，自己集合，界面現象，さらには細胞・組織レベルの機能発現に重要な役割を果たしている。私は，通信・センシング分野で利用が進むサブテラヘルツ（sub-THz，0.1?0.3 THz）帯電磁波と，その時間スケールで運動する水和水との相互作用に着目して研究を進めてきた。これまでに，sub-THz帯電磁波が，生体分子近傍に存在する回転運動性の高い水和水に選択的に作用し得ることを見出し，外部電磁場によって水和ダイナミクスが変調され得る可能性を示してきた。この知見を基盤として，その物理化学的機構の解明を進めるとともに，医療・バイオ・食品・材料分野への応用を視野に入れた水和制御技術の開発を行っている。特に，水和構造の制御を通じて氷結晶成長や分子凝集を抑制できれば，細胞・生体分子・機能性材料の損傷を低減する新たな低温保存・凍結乾燥技術への展開が期待される。