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  • 動く水:流れが水の分子構造をどう変えるか — オープンアクセスの新論文

    動く水:流れが水の分子構造をどう変えるか — オープンアクセスの新論文

    自然界の水は、川や配管、そして生き物の中など、ほとんどの場合動いています。しかし、水の分子構造に関するこれまでの研究の多くは、静止した水を対象に行われてきました。ゆの里アクアフォトミクスラボと神戸大学の研究チームは、近赤外(NIR)アクアフォトミクスを用いて、流れている状態の水を観察するパイロットスタディを行い、その成果がオープンアクセスで公開されました。

    論文「Aquaphotomics Investigation of Flow-Induced Changes in Water Molecular Structure」は、MDPIの学術誌『Water』に掲載されています。

    流れる水を測る新しい方法

    研究チームは、温度管理機能を備えた独自のフローセルシステムを開発し、水が測定セルを通過する間の近赤外スペクトルをリアルタイムで記録しました。新しい水が常に流れ込むため、静止した試料を長時間測定する際に生じる光照射の影響の蓄積も抑えることができます。

    精製水と天然ミネラルウォーターを、静止状態から毎秒10 cmまでの4段階の流速で測定し、水の第一倍音領域(1300〜1600 nm)のスペクトルを多変量解析とアクアグラムで解析しました。

    本研究で使用した独自のフローセルシステム。図:Takagi et al., Water 2026, 18, 2459, CC BY

    研究の結果

    • 流速が上がるにつれて、どちらの水でも水素結合の強い水の構造が増え、試料の温度もわずかに低下しました。
    • 天然ミネラルウォーターは、流速の変化に対してより滑らかで協調的に応答し、流れのある状態では温度が顕著に安定しました。
    • 精製水は、特に小さな水クラスターにおいて、より不規則な応答を示しました。
    4つの流速条件における精製水(PW)とミネラルウォーター(MW)のアクアグラム。図:Takagi et al., Water 2026, 18, 2459, CC BY

    著者らは、ミネラルウォーターの安定したふるまいについて、溶け込んだミネラルがイオンの周りに安定した水和殻を形成するためであると考えています。そして、流れは水を運ぶだけのものではなく、水の水素結合ネットワークを調節する「分子レベルの調節因子」であると述べています。

    この研究の意義

    この「フロー・アクアフォトミクス」の手法は、動いている水のシステムをリアルタイムかつ非破壊で調べる方法となり、水質評価などへの応用が期待されます。2種類の水と4つの流速条件によるパイロットスタディとして、今後より多様な水や流れの条件で研究を進めるための基盤となるものです。なお著者らは、分子レベルの解釈はアクアフォトミクスで確立された吸収バンドの帰属に基づくものであり、ラマン分光法などの補完的な手法による確認が有用であるとしています。

    論文情報

    Takagi R., Stoilov A., Sasaki T., Shigeoka S., Tsenkova R. Aquaphotomics Investigation of Flow-Induced Changes in Water Molecular Structure. Water 2026, 18, 2459.

    論文全文(オープンアクセス)はこちら:https://doi.org/10.3390/w18192459

    図:Takagi et al., Water 2026, 18, 2459, CC BY

  • 第5回アクアフォトミクス国際会議 – 会議報告

    第5回アクアフォトミクス国際会議 – 会議報告

    第5回アクアフォトミクス国際会議 – 会議報告

    第5回アクアフォトミクス国際会議(AIC2025)は、2025年5月17日から20日まで神戸大学六甲ホールにて、オンライン配信を併用して盛大に開催されました。アクアフォトミクスの20周年を記念する節目のイベントとして、本会議には21か国から科学者、教育者、産業界のパートナーが集い、20年にわたる発展を祝うとともに、この急速に拡大する分野の未来を展望しました。


    会議のハイライト

    • 市民講座・アクアフォトミクススクール・ワークショップ(5月17日)
      会議は、アクアフォトミクスの創始者であるルミアナ・ツェンコヴァ教授による市民講座から始まり、続いて学術界や産業界の専門家による講演が行われました。アクアフォトミクススクールでは初級・上級セッションが開講され、世界各地から学生や若手研究者が参加しました。同時に開催されたアクアフォトミクスワークショップでは、パオロ・レナティ博士とピエール・マドル博士が講師を務め、水素結合やコヒーレントドメインに新たな視点をもたらす量子場理論に関する発表と議論が行われました。
    • 学術プログラム(5月18日~20日)
      3日間にわたる会議では、10のセッションで46件の口頭発表と15件のポスター発表が行われました。研究テーマは幅広く、農業、食品、医学、化粧品の分野から、量子電磁力学や量子生物学をアクアフォトミクスに導入する先駆的な議論まで多岐にわたりました。また、アクアフォトミクスは量子理論における新しい実験プラットフォームとしての可能性を持ち、今後の協力の道を開くものと期待されています。
    • 文化交流とネットワーキングイベント
      神戸・蘇州園での活気あるウェルカムレセプションや伝統的な晩餐会では、文化交流と学術的ネットワーキングの場が提供されました。晩餐会ではアクアフォトミクス20周年が祝われ、優秀ポスター賞や功労賞の授与も行われました。
    • スポンサーと支援
      特別スポンサーセッションでは、ドクターリセラ株式会社、株式会社重岡(ゆの里)、清武材木店株式会社、株式会社Asue (VIAVI Solutions)による革新的なプロジェクトが紹介され、アクアフォトミクス研究と実社会での応用とのつながりが示されました。

    今後の展望

    本会議には257名(日本から189名、海外から68名)が参加し、国際的に広がりを見せるアクアフォトミクスコミュニティの活力が反映されました。アクアフォトミクスが次の10年に向かう中で、第5回国際会議は、新たなパラダイムを切り開き、学際的な協力を深め、科学・技術・社会への革新的な応用につながる基盤を築きました。 詳細については、AIC2025公式ウェブサイトをご覧ください。

  • アクアフォトミクス ― 革新的知識から科学と技術の統合プラットフォームへ

    アクアフォトミクス ― 革新的知識から科学と技術の統合プラットフォームへ

    「Molecules」誌の「Special Issue: Advances in Near Infrared Spectroscopy and Related Computational Methods」において、アクアフォトミクスに関する新しいレビュー論文が掲載されたことを、大変うれしくお知らせいたします。

    “Aquaphotomics—From Innovative Knowledge to Integrative Platform in Science and Technology” by Jelena Muncan and Roumiana Tsenkova (Published: 28 July 2019)

    Aquaphotomics is a young scientific discipline based on innovative knowledge of water molecular network, which as an intrinsic part of every aqueous system is being shaped by all of its components and the properties of the environment. With a high capacity for hydrogen bonding, water molecules are extremely sensitive to any changes the system undergoes. In highly aqueous systems—especially biological—water is the most abundant molecule. Minute changes in system elements or surroundings affect multitude of water molecules, causing rearrangements of water molecular network. Using light of various frequencies as a probe, the specifics of water structure can be extracted from the water spectrum, indirectly providing information about all the internal and external elements influencing the system. The water spectral pattern hence becomes an integrative descriptor of the system state. Aquaphotomics and the new knowledge of water originated from the field of near infrared spectroscopy. This technique resulted in significant findings about water structure-function relationships in various systems contributing to a better understanding of basic life phenomena. From this foundation, aquaphotomics started integration with other disciplines into systematized science from which a variety of applications ensued. This review will present the basics of this emerging science and its technological potential.

    オープンアクセス論文は、以下のリンクから閲覧およびダウンロードできます:
    https://www.mdpi.com/1420-3049/24/15/2742


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