目に見えないものを解き放つ：シンクロトンナノ結晶学がナノスケールでの材料の理解をどのように変革しているか。構造科学の未来を形成する最先端技術と突破口を探る。(2025)
- シンクロトンナノ結晶学の紹介
- シンクロトン放射の原理とメカニズム
- 機器とビームライン技術
- ナノスケールでのサンプル準備と取り扱い
- データ収集と処理方法
- 材料科学と生物学における主要な応用
- 最近の突破口とケーススタディ
- 市場の成長と公共の関心：2024年〜2030年の予測
- 課題、制限、および倫理的考慮事項
- 将来の展望：新興トレンドと技術革新
- 情報源と参考文献
シンクロトンナノ結晶学の紹介
シンクロトンナノ結晶学は、シンクロトン光源によって生成される強力なコリメートX線ビームを利用してナノメートルスケールの結晶を分析する高度な構造生物学の技術です。このアプローチは、生物学的高分子や、新たな材料の原子構造を解明するためにますます重要になっています。これらは一般に大きく、規則正しい結晶として成長させることが難しいか、不可能です。2025年時点で、この分野はシンクロトン施設、検出技術、データ処理アルゴリズムの技術的進展によって急速に成長しています。
シンクロトンナノ結晶学の基本原理は、直径が1ミクロン未満の焦点を絞ったX線ビームをナノ結晶に向けることです。得られた回折パターンは収集され、計算的に組み立てられてサンプルの三次元構造を再構築します。この方法は、ナノ結晶しか入手できないタンパク質、ウイルス、複雑な材料の研究に特に価値があります。これにより、より大きな結晶が必要な従来の結晶学の制限を克服できます。
世界中には、ナノ結晶学研究の最前線に立ついくつかの主要なシンクロトン施設があります。著名な例としては、フランスのヨーロッパシンクロトン放射施設（ESRF）、英国のダイヤモンド光源、米国のアドバンストフォトンソース（APS）などがあります。これらの組織は、ビームラインのアップグレードとマイクロ・ナノフォーカスX線光学の開発に多大な投資をしており、研究者がこれまで以上に小さな結晶を前例のない解像度で探査できるようにしています。
近年、ハイフレームレート検出器と自動化の統合により、データスループットが劇的に向上し、サンプル消費が減少しました。たとえば、2020年に完了したESRFの極めて明るい源（EBS）アップグレードは、X線の明るさとコヒーレンスにおける新しい基準を設定しており、ナノ結晶学の応用に直接利益をもたらしています。同様に、APSでは2024年完了予定の大規模アップグレードが進行中で、ナノ結晶研究の能力をさらに高めると期待されています。
今後数年を見据えると、シンクロトンナノ結晶学は創薬、材料科学、複雑な生物学的集合体の研究において重要な役割を果たす準備が整っています。シンクロトン源の進化が続き、サンプル供給とデータ分析の進展と相まって、ナノ結晶からの原子分解能の構造決定が日常的になることが期待されます。これらの最先端技術を導入する施設が増えるにつれ、シンクロトンナノ結晶学のアクセシビリティと影響は拡大し、構造科学における基盤技術としての地位が固まるでしょう。
シンクロトン放射の原理とメカニズム
シンクロトンナノ結晶学は、シンクロトン放射の特異な特性を利用して、ナノ結晶の原子構造を卓越した精度で探査します。この技術の根底にある基本原理は、シンクロトン蓄積リングで電子を相対論的な速度に加速することによって、高度にコリメートされた強力なX線ビームが生成されることです。これらの電子が磁場によって偏向されると、彼らの軌道に接触してシンクロトン放射を放出し、結晶学的実験に微調整可能な連続的なX線スペクトルを生成します。
シンクロトン放射のメカニズムは、荷電粒子の相対論的運動に根ざしています。光速に近い速度で移動する電子が、曲げ磁石や挿入機器（例えば、ウィッグラーやアンジアロ）の影響で方向を変えられると、広範囲なエネルギーで電磁放射を放出します。得られるX線ビームは、高輝度、コヒーレンス、小さなビームサイズによって特徴付けられ、従来のX線光源では研究が難しいナノメートルスケールの結晶を調査するために最適です。
2025年時点では、最新世代のシンクロトン施設（一般的に回折制限蓄積リング（DLSR）と呼ばれます）がナノ結晶学の限界を押し広げています。ヨーロッパシンクロトン放射施設（ESRF）、米国のアドバンストフォトンソース（APS）、日本のSPring-8など、これらの先進的なソースは、前例のない明るさと空間的コヒーレンスを持つX線ビームを提供しています。これにより、わずか数百ナノメートルの小さな結晶から高品質の回折データを収集し、これまでアクセスできなかったタンパク質、材料、複雑な構造体の構造決定が可能になります。
シンクロトンナノ結晶学のプロセスは、通常、ナノ結晶を焦点を絞ったX線ビームの経路に取り付けることを含みます。ビームが結晶格子と相互作用する際、回折パターンが生成され、迅速かつ感受性の高い検出器によって記録されます。得られたデータは、その後、三次元原子構造を再構築するために高度なアルゴリズムを使用して処理されます。最近のビームライン光学、サンプル供給システム、検出技術の進展により、データの質とスループットが大幅に向上し、高スループット研究や時間分解実験が促進されています。
今後、主要なシンクロトン施設での継続的なアップグレードにより、ナノ結晶学の能力がさらに向上することが期待されています。ビームコヒーレンス、自動化、データ分析の進展は、ますます小さな結晶やより複雑なシステムからの構造決定を日常的に可能にすることを見込まれています。これらの進歩は、構造生物学、材料科学、ナノテクノロジーの発見を促進し、今後数年にわたり原子スケールの研究における基本技術としてのシンクロトンナノ結晶学を確固たるものにするでしょう。
機器とビームライン技術
シンクロトンナノ結晶学は、特に次世代の高輝度放射源と超高速検出器に備えたグローバル施設の準備が進む中、機器とビームライン技術において大きな進展を遂げています。2025年時点で、この分野は、前例のない明るさとコヒーレンスを提供し、ますます小さな結晶やますます複雑な生物学的および材料システムの研究を可能にする第四世代シンクロトン光源の展開によって特徴付けられています。
ヨーロッパシンクロトン放射施設（ESRF）、ダイヤモンド光源、アドバンストフォトンソース（APS）などの主要施設は、すでに大規模なアップグレードを完了または最終段階にある状況です。たとえば、ESRFの極めて明るい源（EBS）は、X線ビームの明るさと安定性に新しい基準を設定しており、ビームサイズは日常的にサブミクロンのスケールに達しています。これらのアップグレードは、ナノ結晶の分析にとって重要である高い信号対雑音比と放射線損傷の軽減を可能にすることにより、ナノ結晶学に直接利益をもたらします。
検出器に関しては、EIGERおよびJUNGFRAUシリーズなどのハイブリッドピクセルアレイ検出器が、主要なビームラインで標準となっています。これらの検出器は、ポール・シェレル研究所などの機関との共同開発により、高フレームレート（数kHzまで）、低ノイズ、単一光子感度を提供し、シリーズ結晶学や時間分解実験に不可欠です。固定ターゲットサポート、マイクロ流体チップ、高精度ゴニオメーターなどの高速自動サンプル供給システムの統合により、ナノ結晶からのデータ収集がさらに合理化され、サンプル消費が減少しスループットが向上しています。
ビームラインの自動化とリモートアクセス機能も拡大しており、COVID-19パンデミックによる運用上の課題によって加速されています。施設は、今やリモート実験制御、リアルタイムのデータ処理パイプライン、AI支援のデータ分析を提供し、より幅広い科学コミュニティにシンクロトンナノ結晶学をより利用しやすくしています。たとえば、ダイヤモンド光源では、高度なロボティクスと機械学習アルゴリズムを使用して結晶のセンタリングとデータ取得を最適化しています。
今後数年間においては、ビームサイズのさらなる小型化、サンプル環境管理の改善（クライオ冷却や湿度調整など）、およびX線蛍光や分光法などの補完技術の統合が見込まれます。MAX IV Laboratoryなどの新しいソースの導入が期待されており、これはシンクロトンナノ結晶学における新たな挑戦となる生物学、化学、材料科学の分野におけるより難解なターゲットの構造解析を可能にするでしょう。
ナノスケールでのサンプル準備と取り扱い
ナノスケールでのサンプル準備と取り扱いは、シンクロトンナノ結晶学の成功にとって重要です。この分野は、2025年に数々の新しいビームラインや機器が稼働するにつれて急速に進化を遂げています。ナノ結晶の準備は、通常数十から数百ナノメートルの範囲で、結晶のサイズ、一貫性、安定性を細心の注意を払って制御することを必要とします。これらの要素は、データの質と解像度に直接影響を与えるためです。最近のマイクロ流体技術や自動サンプル供給システムの進展により、ナノ結晶サスペンションのより再現性が高く効率的な準備が可能になり、サンプルの無駄を最小限に抑え、貴重な生物学的または無機材料の使用を最適化しています。
2025年における重要な課題は、保存や供給中にナノ結晶の凝集や劣化を防ぐことです。急速冷凍やガラス化などの冷凍技術が、サンプルの完全性を保持し、シンクロトン露出中の放射線損傷を軽減するために日常的に採用されています。クライオ電子顕微鏡（クライオEM）グリッドのサンプルサポートへの用途がシンクロトンナノ結晶学にも適用されており、モダリティ間の直接的な移行が可能になり、相関研究を容易にしています。さらに、特殊なサンプルホルダーやマイクロパターン化チップの開発によって、高スループットスクリーニングや連続データ収集が可能になり、需要の高い施設でのビームタイムの効率を最大化することが可能になっています。
ヨーロッパシンクロトン放射施設（ESRF）、ダイヤモンド光源、アドバンストフォトンソース（APS）などの主要なシンクロトン施設は、専用のサンプル準備ラボやユーザーサポートサービスに投資しています。これらの組織は、標準化されたプロトコル、トレーニング、およびロボティック液体ハンドラー、超音波クリーナー、ダイナミックライト散乱装置など最先端の機器へのアクセスを提供しています。自動的な結晶検出と分類のための人工知能と機械学習の統合も試験的に進行中で、今後の流れの中で作業フローをさらに合理化することが期待されています。
今後、シンクロトンナノ結晶学におけるサンプル準備と取り扱いの展望は、自動化、小型化、補完技術との統合の増加によって特徴付けられます。ESRF-EBSやAPS-Uなどの主要なシンクロトンソースのアップグレードが進むことで、より明るく、より焦点を絞ったビームが提供され、サンプル供給と整列においてさらなる精度が求められることになります。シンクロトン施設、学術グループ、産業の協力によって、ナノ結晶操作に対応する新しい材料やデバイスが生まれ、高解像度の構造分析に適したシステムの範囲を拡大すると期待されています。
データ収集と処理方法
シンクロトンナノ結晶学は、シンクロトン施設によって生成される強力で高度にコリメートされたX線ビームを利用して、ナノメートルからマイクロメートルサイズの結晶からの回折データを収集します。2025年時点で、機器と計算方法の進展が、データ収集と処理において大幅な改善を促進しており、ますます難解な生物学的および材料サンプルの構造分析を可能にしています。
ヨーロッパシンクロトン放射施設（ESRF）、アドバンストフォトンソース（APS）、およびダイヤモンド光源によって運営される最新のシンクロトン光源は、第四世代の蓄積リングとマイクロおよびナノフォーカスビームラインを統合しています。これらのアップグレードにより、高輝度とより小さなビームサイズが提供され、従来のX線光源では不十分な回折を得ることが難しいナノ結晶の探査が可能になります。2024年および2025年には、ESRFの極めて明るい源（EBS）やAPS-Uなどの施設が、サブミクロンに焦点を絞ったビームラインと、EIGERやJUNGFRAUシリーズなどの高速で低ノイズの検出器を提供する予定です。これらは、微弱な回折を持つサンプルからの高スループットなデータ取得にとって重要です。
データ収集戦略は、ナノ結晶に関して直面する課題に対処するために進化しています。放射線損傷や限られた回折ボリュームなどにも関わらず、シリアスシンクロトン結晶学（SSX）が標準的なアプローチとして広がっており、数千のナノ結晶が迅速にX線ビームにさらされ、各結晶から単一または部分的な回折パターンが記録されます。この方法は、高速サンプル供給システム（例：固定ターゲットチップ、マイクロ流体注入器）によってサポートされ、放射線損傷や結晶の不均一性の影響を軽減しながら、数多くの結晶から完全なデータセットの構築を可能にします。
データ処理の面では、DIALS、CrystFEL、XDSなどのソフトウェアパイプラインが、SSX実験で生成される大量のデータを処理するために最適化されています。これらのツールは、スポット検出、インデクシング、および統合のための高度なアルゴリズムを取り込み、数千の結晶からのデータを統合するための強力なマージ処理を実施します。機械学習技術が組み込まれ、ヒット検出や異常値排除を改善することにより、データの質とスループットがさらに向上しています。
今後数年は、データ収集と処理のさらなる自動化が進むことが期待されています。リアルタイムフィードバックシステムにより、適応実験制御が可能になります。データ評価と意思決定のために人工知能を統合することで、作業フローが合理化され、人間の介入を減らし、貴重なナノ結晶サンプルから最大限の科学的成果を得ることが期待されています。シンクロトン施設が能力を向上させるにつれて、ナノ結晶学の分野は急速に拡大し、以前は取り扱いが難しいと考えられていたシステムのルーチンな構造決定が可能になるでしょう。
材料科学と生物学における主要な応用
シンクロトンナノ結晶学は、材料や生物学的高分子の原子およびナノスケールの構造を探るための変革的な技術として急速に進展しています。シンクロトン施設によって生成される強力で高度にコリメートされたX線ビームを利用することによって、研究者は数百ナノメートルの大きさの結晶を分析できるようになりました。これは、従来のX線結晶学の閾値をはるかに下回っています。2025年時点で、この能力は、ヨーロッパシンクロトン放射施設（ESRF）、アドバンストフォトンソース（APS）およびダイヤモンド光源などの世界中の主要なシンクロトンセンターにおいて材料科学および構造生物学の両方において重要な進展を促しています。
材料科学において、シンクロトンナノ結晶学は先進的な材料の構造-特性関係について前例のない洞察を提供しています。研究者たちは、ナノ結晶合金、触媒、電池材料を研究するためにこれらの技術を使用しており、ナノスケールの粒界や欠陥が性能に重要な影響を与えます。たとえば、ナノ結晶内の原子配置を解決する能力は、次世代のエネルギー貯蔵材料や高強度合金の設計を知らせています。ヨーロッパシンクロトン放射施設は、個々のナノ粒子内のひずみおよび相分布をマッピングするためにそのアップグレードされた極めて明るい源（EBS）を使用したと報告しています。これは、効率的な触媒や電子材料の開発を加速することが期待されています。
生物学において、シンクロトンナノ結晶学は、大きくて規則正しい結晶の成長が困難なためにアクセスできないタンパク質の構造決定を革命化しています。この方法は、しばしばマイクロまたはナノ結晶しか形成しない膜タンパク質や大規模複合体に対して特に影響を与えます。ダイヤモンド光源やアドバンストフォトンソースは、列車状のフェムト秒結晶学やマイクロフォーカスビームラインを導入し、研究者が数千のナノ結晶から高解像度の回折データを収集できるようにしています。これにより、創薬やバイオテクノロジーに直接的な影響を与える薬のターゲット、ウイルスタンパク質、酵素メカニズムの新しい構造的洞察が得られています。
今後、シンクロトン源と検出技術のさらなるアップグレードにより、空間分解能、データスループット、および感度がさらに向上することが期待されます。データ分析への人工知能の統合とサンプル取り扱いの自動化は、作業フローを合理化し、より広範な科学コミュニティがナノ結晶学にアクセスできるようにすることが期待されています。これらの進展が成熟するにつれて、シンクロトンナノ結晶学は材料科学と生物学の革新の最前線に留まり、新しい技術や治療法の基盤を支える発見を促進すると予想されます。
最近の突破口とケーススタディ
シンクロトンナノ結晶学は、シンクロトン光源の明るさ、検出技術、データ処理アルゴリズムの改善により、近年大きな進展を遂げています。2025年時点で、いくつかの注目すべき施設および研究コラボレーションが、分野の方向性を形作る突破口を報告しています。
重要なマイルストーンとして、ヨーロッパシンクロトン放射施設（ESRF）における極めて明るい源（EBS）や、スウェーデンのMAX IV Laboratoryで運用される第四世代シンクロトンソースの導入が挙げられます。これらの施設は、前例のないコヒーレンスと明るさを持つX線ビームを提供し、数百ナノメートルの小さなナノ結晶から高品質の回折データを収集できるようにします。2023年から2024年にかけて、ESRFの研究者たちは、500 nm未満のサイズの結晶からタンパク質構造を解決する能力を示しました。これは、以前はX線自由電子レーザー（XFEL）に限定された業績でした。
もう一つの注目すべきケーススタディは、英国のダイヤモンド光源におけるI24マイクロフォーカスビームラインで、シリアルシンクロトン結晶学のために最適化されています。2024年に、チームは小さな結晶から生物膜タンパク質の構造を成功裏に決定し、連続データ収集および高度なデータマージアルゴリズムを使用しました。このアプローチは、薬の発見に特に影響を与え、より大きな形状で結晶化が困難なタンパク質の構造分析を可能にします。
米国のアドバンストフォトンソース（APS）も最近の突破口に貢献しています。2024年に完了した大規模アップグレードに続いて、APSは高出力および小さなビームサイズを提供し、ナノ結晶の時間分解研究を掘り下げています。研究者たちは、これらの能力を利用して酵素触媒の中間状態をキャプチャし、ナノスケールにおける動的な生物プロセスについての洞察を提供しています。
今後、データ分析のための人工知能（AI）および機械学習の統合により、発見がさらに加速されることが期待されています。ESRFやダイヤモンドなどの施設で、実験中のリアルタイムフィードバックのためのAI駆動のパイプラインが試験的に導入されています。さらに、固定ターゲットやマイクロ流体デバイスなどのサンプル供給方法の継続的な開発が、スループットと再現性を改善することが期待されています。
全体として、2023年から2025年までの期間は、シンクロトンナノ結晶学にとって変革のフェーズを示しており、構造生物学、材料科学、および製薬研究におけるその拡大する役割を示すケーススタディが見られます。今後数年間の展望は明るく、進行中のアップグレードや学際的な協力が、ナノスケールでのより複雑な構造や動的プロセスを解き放つことを目指しています。
市場の成長と公共の関心：2024年〜2030年の予測
シンクロトンナノ結晶学の市場は、2024年から2030年の間に大きな成長が見込まれています。これは、シンクロトン光源技術の進展、高解像度の構造分析への需要の高まり、および材料科学、製薬、生命科学における応用の拡大によるものです。2025年時点で、ヨーロッパシンクロトン放射施設（ESRF）、ダイヤモンド光源、アドバンストフォトンソース（APS）、SPring-8などのシンクロトン施設の世界的なネットワークは、ナノ結晶学専用の新しいビームラインのいくつかと共に、容量と能力の両方で拡大を続けています。
近年、シンクロトンインフラへの公的および民間投資が急増しています。例えば、2020年に完了したESRFの極めて明るい源（EBS）アップグレードは、前例のない空間的および時間的解像度を可能にし、ナノ結晶学の応用に直接利益をもたらしています。同様に、2024年の完了が予定されているAPSアップグレードプロジェクトは、明るさを最大500倍まで増加させ、ナノ結晶研究をより迅速かつ詳細に行うことを容易にします（アドバンストフォトンソース）。これらの強化は、ユーザーの需要を促進し、シンクロトンベースのナノ結晶学サービスおよび機器の市場を拡大することが期待されます。
シンクロトンナノ結晶学への公共の関心も高まっています。特に創薬、電池研究、ナノ材料開発におけるその役割がより広く認識されるようになっています。COVID-19パンデミックは、迅速な構造生物学の重要性を強調し、シンクロトン施設はウイルスタンパク質の構造解明において重要な役割を果たしました。この可視性は、政府機関や研究コンソーシアムからの資金提供の増加や、ナノ結晶学を活用して革新を目指す業界パートナーとの新たな協力につながりました（ヨーロッパシンクロトン放射施設）。
2030年を見据えると、市場の展望は確固たるものです。シンクロトンのユーザー数は増加する見込みで、施設は記録的な提案提出数とビームタイムの要求を報告しています。データ収集と分析における人工知能と自動化の統合は、ナノ結晶学が非専門家の研究者にとってもより利用しやすくなることを期待されています。さらに、アジアや中東の新興地域が新しいシンクロトン施設への投資を行い、ナノ結晶学の世界的なリーチを広げています（SPring-8）。
要約すると、2024年から2030年にかけては、シンクロトンナノ結晶学における持続的な市場成長と公共の関心の高まりが見込まれています。これは、技術革新、インフラの拡充、およびその科学的および産業的価値の認識の増加に支えられています。
課題、制限、および倫理的考慮事項
シンクロトンナノ結晶学は、シンクロトン施設によって生成される強力で高度にコリメートされたX線ビームを利用することで、構造生物学と材料科学のための変革的なツールとなりつつあります。しかし、2025年以降に分野が進むにつれて、いくつかの課題、制限、倫理的考慮事項が優先され続けています。
主な技術的課題の一つは、シンクロトンのビームタイムの可用性とアクセス格差です。ヨーロッパシンクロトン放射施設（ESRF）、米国のアドバンストフォトンソース（APS）、およびダイヤモンド光源によって運営されるシンクロトン施設は需要が高く、過剰な申し込み率のためにしばしば提供されるキャパシティを超えます。このボトルネックは、研究の進展を遅らせ、新しい利用者への機会を制限する可能性があります。特に資源が不足した機関や国からの利用者が困難になります。
もう一つの重要な制限は、ナノ結晶に対する放射線損傷です。高解像度データに必要な強力なX線ビームは、データを十分に収集する前にサンプルを破壊または構造的変化を引き起こす可能性があります。これは、敏感な生物学的高分子や、数千のナノ結晶からの連続データ収集が必要な実験では特に問題です。新しいサンプル供給方法やビームライン技術における研究が進行中ですが、包括的な解決策は2025年時点で依然として実現されていません。
データ処理と解釈も継続的な課題を提示しています。シリアルフェムト秒結晶学や関連技術によって生成される膨大なデータセットは、高度なアルゴリズムと重要な計算リソースを必要とします。データの整合性、再現性、そして生データへのオープンアクセスを確保することは重要な懸念事項であり、施設や組織は標準化されたプロ토コルとデータリポジトリの開発に取り組んでいます。たとえば、国際結晶学連合（IUCr）は、結晶学におけるデータ管理や共有のベストプラクティスを推進するために積極的に関与しています。
シンクロトンナノ結晶学が薬物発見、病原体研究、または独占材料などのセンシティブな分野に適用されるにつれて、倫理的考慮事項がますます重要になっています。データの所有権、知的財産、施設への公平なアクセスの問題は、科学コミュニティ内で議論されています。また、広範囲にわたるシンクロトンオペレーションの環境への影響を最小限に抑えることに重点が置かれており、ESRFやダイヤモンド光源などの施設がエネルギー効率と持続可能性イニシアチブに投資しています。
今後、これらの課題に対処するためには、国際的な協力や継続的な技術革新、そしてシンクロトンナノ結晶学の利益が広くかつ責任を持って共有されるようにするための堅牢な倫理フレームワークが必要です。
将来の展望：新興トレンドと技術革新
シンクロトンナノ結晶学は、2025年およびその後の数年間において大きな進展が見込まれています。これは急速な技術革新とグローバルなシンクロトンインフラの拡大によって推進されます。この分野は、ナノメートルスケールの結晶を分析するためにシンクロトン光源によって生成される強力で調整可能なX線ビームを利用し、構造生物学、材料科学、および製薬開発における突破口の中心です。
重要なトレンドの一つは、ヨーロッパシンクロトン放射施設やMAX IV Laboratoryでの第四世代シンクロトンソースのアップグレードと稼働です。これらの施設は前例のないX線の明るさとコヒーレンスを提供し、従来の分析では小さすぎる、または放射線に敏感な結晶からの高品質の回折データを収集することを可能にします。例えば、EBSはすでにナノ結晶学における変革的な能力を示しており、その完全な潜力は、2025年以降に新しいビームラインや実験ステーションが稼働することで実現されると期待されています。
別の重大な発展は、高スループットのシリアル結晶学のための先進的なサンプル供給とデータ取得技術の統合です。マイクロおよびナノフォーカスビームを使用することは、ダイヤモンド光源やアドバンストフォトンソースなどの主要施設でルーチンとなりつつあります。固定ターゲットサポート、マイクロ流体チップ、冷凍保存などのサンプル環境の革新がデータの質を向上させ、サンプル消費を低減しています。これらの進展は、高速で低ノイズの検出器とリアルタイムのデータ処理パイプラインの採用によって補強されており、シリアルナノ結晶学実験から生成される膨大なデータボリュームに対して重要です。
人工知能（AI）と機械学習も、実験デザイン、データ分析、構造解決において重要な役割を果たすようになっています。結晶の識別、データ削減、相定義のための自動化されたパイプラインが主要なシンクロトンセンターで開発されており、発見のペースを加速し、ナノ結晶学を非専門家でもより利用しやすくしています。
今後、これらのトレンドの統合により、シンクロトンナノ結晶学で達成可能なことの限界を広げることが期待されています。研究者たちは、数百ナノメートルの結晶からのルーチンな構造決定、現場での動的なプロセスの研究、および以前は取り扱えないと考えられていた生物学的および材料システムの探求を見込んでいます。ヨーロッパシンクロトン放射施設、MAX IV Laboratory、およびアドバンストフォトンソースなどの国際的な組織の継続的な投資により、2025年以降も科学的革新の最前線を維持することが確実です。
情報源と参考文献
